铜铝层状复合板中性盐雾腐蚀行为研究

采取模拟大气环境的室内中性盐雾腐蚀实验,探讨了铜铝层状复合材料的腐蚀行为。通过扫描电镜(SEM)观察腐蚀后铜铝界面形貌,结合X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)分析腐蚀产物成分,并通过电化学检测分析试样经过不同时间盐雾腐蚀后的表面腐蚀状态,探讨铜铝复合板在服役环境下的腐蚀机制。结果表明:铜铝复合板在盐雾环境下铜铝构成腐蚀原电池,Al为阳极铜为阴极,阴阳极面积比越大,腐蚀速率越大。随着腐蚀的不断进行,铜铝界面的Cu一侧发生腐蚀,且靠近界面的位置腐蚀最为严重,随着腐蚀时间延长,铝基体出现严重的剥蚀现象,Cu几乎无变化。腐蚀产物成分为Al2O3,Al(OH)3和AlO(OH),电化学结果显示:铜铝复合板在腐蚀的过程中,腐蚀速率呈现先增加后减小再增加的趋势。     

福建某海岛架空输电钢芯铝绞线的失效分析

采用XRD、SEM和EDS对福建省某海岛上35 k V失效的钢芯铝绞线进行形貌和成分分析。结果表明:内层铝绞线表面主要由Al、Al(OH)3和Al5(CO3)3(OH)13·x H2O等物相组成。在断口上除了Al、O等元素外,还含有C、S、Cl、Na、Mg、Ca等。海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线遭受潮的海洋大气腐蚀、应力腐蚀、小孔腐蚀等,使内层铝股线严重腐蚀。     

Mg合金AZ91D在城市大气环境中的腐蚀行为

用扫描电镜、X射线衍射方法对Mg合金AZ91D在城市大气中的腐蚀层形貌,腐蚀产物进行了分析和研究。结果表明:腐蚀初期在材料表面生成一层Mg(OH)_2薄膜,随着腐蚀的不断进行,膜增厚并开裂,最终形成网状结构,在裂纹处水蒸气容易凝聚,腐蚀性气体及盐粒容易吸附,且裂纹或缝隙为氧的扩散提供了通道,造成Mg合金局部腐蚀严重,生成的腐蚀产物主要为Mg(OH)_2,Al(OH)_3,Mg_2CO_3(OH)_2·3H_2O和Mg_2(OH)_3Cl-4H_2O,这些微溶的腐蚀产物对基体起到了一定的保护作用,从而在后期降低了Mg合金的腐蚀速率。     

紫铜T2和黄铜H62在热带海洋大气环境中早期腐蚀行为

通过现场暴露实验,研究了紫铜T2和黄铜H62在西沙群岛典型热带海洋大气环境中暴露1、3、6个月后的腐蚀行为。采用扫描电镜观察腐蚀产物的表面和断面微观形貌,并用能量色散谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析了腐蚀产物元素和组成。测试紫铜T2和黄铜H62电化学阻抗谱(EIS)。结果表明,紫铜T2和黄铜H62在西沙海洋大气环境中暴露早期均发生了明显的局部腐蚀,O和Cl~-是促进早期腐蚀的主要原因,高的相对湿度、温度、Cl~-含量和长日照以及砂石粉尘对铜及铜合金的腐蚀起到加速作用。紫铜T2的主要腐蚀产物为Cu_2O,黄铜H62的主要腐蚀产物为Cu_3Cl_4(OH)_2和Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O。     

WC-Co合金在不同介质中的电化学腐蚀行为与腐蚀机理研究

研究了WC-10%Co合金在Na OH(p H=13)、Na2SO4(p H=7)以及H2SO4(p H=1)等3种介质中的电化学腐蚀行为。采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线2种方法研究合金的耐腐蚀性能,通过传质电阻和自腐蚀电流密度2个动力学参数对合金的耐腐蚀性能进行对比。通过合金腐蚀表面扫描电镜形貌观察和表面腐蚀产物的X射线光电子能谱元素价态分析,结合EIS对应的等效电路图对腐蚀机理进行研究。结果表明,Na OH介质对合金的腐蚀性最弱;H2SO4介质的腐蚀性最强,合金表层的Co全部产生了活化溶解;在3种介质中合金腐蚀的等效电路和腐蚀机理各不相同,在H2SO4介质中,合金的动电位极化曲线中出现了伪钝化现象,腐蚀机理的复杂程度排序如下:Na2SO4H2SO4Na OH。     

铝及铝合金在南疆沙漠大气环境中的腐蚀行为

将铝及铝合金L3、LF21和LY12置于在南疆沙漠大气环境下进行现场暴露试验,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和红外光谱仪(FTIR)分析腐蚀形貌、元素分布和腐蚀产物组成.结果表明:在南疆沙漠大气环境中,铝及铝合金发生较严重的大气腐蚀,主要腐蚀产物为Al2O3和水合Al(OH)3;铝及铝合金的腐蚀质量损失随暴露时间的变化遵循幂函数C=Ktn,短期内随着暴露时间的延长腐蚀速率会不断下降;地表浮土中的MgCl2 等成分的存在增加了金属表面的湿润时间,浮土中较高的pH值以及氯离子和硫酸根离子等的共同作用促进了铝及铝合金在南疆沙漠大气环境下的腐蚀.     

7475高强铝合金在海洋和乡村大气环境中的腐蚀行为研究

目的研究海洋和乡村大气环境对7475高强铝合金腐蚀行为的影响,为7475高强铝合金环境适应性设计提供支撑。方法在万宁和北京大气环境试验站开展了7475高强铝合金为期36个月的户外暴露试验,通过腐蚀失重分析方法研究了7475高强铝合金在我国2种典型大气环境中的腐蚀动力学规律;借助环境扫描电镜(ESEM)、金相显微镜和X射线光电子能谱(XPS)等表征技术研究了7475高强铝合金的微观腐蚀形貌和锈层成分。结果2种大气环境中,铝合金腐蚀都呈现出初始阶段腐蚀迅速发展,之后腐蚀速率减慢,最后进入腐蚀扩展相对平稳时期的变化规律。在海洋大气环境中户外暴露36个月后,7475高强铝合金呈现明显的点腐蚀特征,腐蚀产物组成为Al(OH)_3、Al_2O_3和Al_2Cl_3。7475高强铝合金在乡村大气环境中表面腐蚀非常轻微,个别表面出现非常小且浅的腐蚀点。结论在乡村大气环境和海洋大气环境中,7475高强铝合金腐蚀动力学遵循幂函数规律。相比较乡村大气环境,7475高强铝合金在海洋大气环境中表现出非常强的腐蚀敏感性。     

热镀锌层在模拟沿海工业大气环境中的腐蚀行为

通过无浸润式干湿交替循环加速腐蚀试验模拟热镀锌层在沿海工业大气环境中的腐蚀过程. 采用腐蚀失重和动态极化曲线,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和极化曲线分别对腐蚀24,48,96,192,336和672 h的热浸镀锌钢试样进行测试分析. 结果表明,镀锌层的腐蚀动力学变化规律符合经验公式D=Btn,腐蚀速率随时间延长先减小后增大. 腐蚀产物在96 h前均匀致密,腐蚀过程受阴极扩散过程控制,96 h后腐蚀过程受阳极过程控制. 含Cl元素的腐蚀产物NaZn4SO4Cl(OH)6·6H2O和Zn12(OH)15Cl3(SO4)3·5H2O对镀锌层的保护作用比初期产物Zn5(CO3)2(OH)6等保护作用差.     

高压输电耐张线夹用铝在中性溶液中的交流腐蚀行为

目的研究高压输电耐张线夹用铝在0.1 mol/L的中性Na2SO4溶液中的交流腐蚀行为。方法在耐张线夹端部截取块状腐蚀试样并包覆、打磨、清洗,利用自制设备测量试样在交变电流腐蚀作用下的Tafel曲线、交流阻抗谱和腐蚀速率,采用扫描电子显微镜分析微观腐蚀形貌,采用X射线衍射仪、能谱仪和X射线光电子能谱仪对腐蚀区元素及物相进行分析。结果交变电流密度为0~40 A/m2时,Tafel曲线负向移动;50 A/m2时,发生逆转,曲线正向移动;随交变电流密度增加,交流阻抗谱Nyquist图由单弧逐渐变为双弧,出现Warburg阻抗,Bode-Phaze图由单峰逐渐变为双峰;表面出现较多的点蚀坑和层状脱落痕迹;腐蚀产物为Al(OH)3和Al2O3。结论交变电流作用下试样的腐蚀倾向加深,腐蚀表面具有较多的空洞,垂直腐蚀和平行腐蚀交替进行,呈现层状脱落方式向基体演进,腐蚀产物与一般铝腐蚀产物相同,均为Al(OH)3和Al2O3,腐蚀速率在交变电流密度低于50 A/m2时相对较低,高于50 A/m2时大幅提高。     

Ti_3Al及其渗铝涂层的热腐蚀性能

采用电化学方法并结合各种物相分析技术研究了Ti_3Al金属间化合物在熔融(Na,K)_2SO_4-NaCl中的热腐蚀行为及渗铝涂层对其耐蚀性能的影响。结果表明,Ti_3Al耐热腐蚀性能较差。形成了外层为TiO_2,中间层为富铝的TiO_2-Al_2O_3复合层,内层为富铌的Nb_2O_5-TiO_2-Al_2O_3层的三层结构。渗铝涂层能在合金表面形成Al_2O_3氧化膜而明显改善Ti_3Al的耐蚀性能。     

盐沉积条件下CO2对LY12铝合金大气腐蚀的影响

目的研究在有/无CO_2存在的恒温恒湿条件下,表面有沉积盐的LY12铝合金的大气腐蚀行为与腐蚀机理,搞清CO_2对其大气腐蚀的影响。方法将LY12铝合金表面分别沉积不同浓度的NaCl和MgCl_2,分别进行通/不通CO_2的恒温恒湿实验,借助扫描电镜(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)和X光电子能谱(XPS)等表面技术以及腐蚀失重分析方法,研究盐沉积条件下CO_2对LY12铝合金大气腐蚀的影响。结果在试验条件下,MgCl_2造成的LY12铝合金腐蚀都以点蚀为主,失重高于NaCl造成的。以MgCl_2为介质时,主要腐蚀产物都为(Mg1–xAlx(OH)_2)x+(Cl~–,CO~(2–))x×mH_2O(简写为LDH);以NaCl为介质时,主要腐蚀产物都为Al_2O_3或Al(OH)_3。两种介质的腐蚀产物都出现了Cu元素的富集。结论无论是否存在CO_2,Mg元素都参与了腐蚀产物的形成。合金元素Cu的存在及其富集,是造成CO_2对纯铝和LY12铝合金腐蚀行为不同影响的主要因素。     

汽车发动机用镁合金的耐腐蚀性研究

采用失重法、腐蚀形貌观察、XRD标定和腐蚀极化曲线等方法,研究了汽车发动机用Mg-11Li-3Al-1Ca和Mg-11Li-3Al-1Ca-1Ce合金在Na Cl溶液中的腐蚀行为及其作用机理。结果表明,Mg-Li-Al-Ca合金表面附着的腐蚀产物以Mg(OH)2为主,腐蚀产物较少、较薄,分布不连续、不均匀,不能有效抑制腐蚀的发生。Mg-11Li-3Al-1Ca-1Ce合金的腐蚀产物中含有Al(OH)3和Ca(OH)2,腐蚀产物更加致密、连续,可以对合金基体起到有效地保护。     

35kV架空输电线路钢芯铝绞线内层铝股线的腐蚀失效分析

采用SEM和EDS对福建省某海岛上失效的35kV钢芯铝绞线进行表面和断口的形貌观察和成分分析。结果表明,表面主要由铝,Al(OH)3和Al5(CO3)3(OH)13·xH2O等物相组成,组成的元素除了铝、氧外,还含有碳、硅、硫、氯、钠、镁、钙等。碳、硅等元素集中在表面以及距表面250~500μm处。海洋大气、CO2和尘埃等腐蚀介质导致内层铝股线严重腐蚀,大量腐蚀产物粘附在基体上,表面上有以腐蚀区域为核心的发散裂纹。在腐蚀、振动和线张力的作用下,疲劳裂纹扩展带呈现半椭圆轮廓线,最终导致材料断裂。     

1050A铝合金在模拟海洋大气环境中周浸腐蚀行为

采用室内周浸试验研究了1050A铝合金在模拟海洋大气环境的腐蚀行为,采用电化学阻抗谱、失重法、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱(EDS)等方法研究了腐蚀产物表面形貌、结构和组成。结果表明,随着腐蚀的进行,腐蚀产物增多、失重增加、阻抗值逐渐减小。腐蚀产物主要以团状和块状的形式存在,并不断向外延伸扩大,呈现不均匀的凹凸形貌;腐蚀产物主要有铝的氯化物、Al2O3,Al(OH)3和AlO(OH)等;电化学阻抗谱拟合结果显示,腐蚀速率先增加后降低。     

真空钎焊对3003铝合金焊缝组织及腐蚀的影响

目的研究钎焊温度与保温时间对3003铝合金焊缝组织及腐蚀行为的影响,通过模型预测3003铝合金焊缝的腐蚀寿命。方法在模拟海洋大气环境下,采用盐雾腐蚀的方法,结合SEM和EDS观察焊缝微观形貌和元素分布情况,根据腐蚀质量损失和最大腐蚀深度分析焊缝的抗腐蚀性能,建立腐蚀动力学模型,参照户外暴露腐蚀数据计算得出腐蚀当量系数,预测腐蚀寿命。结果真空度3×10~(-3) Pa时,随钎焊温度升高和保温时间延长,焊缝区域Si的偏析减少,焊缝的抗腐蚀性能增强。在钎焊温度610℃保温75 min,焊缝组织最均匀,以Al、Si元素为主,含有少量的Mn和Mg,合金相主要为Al-Mn、Mg_2Si和Al_3Mg_2。腐蚀质量损失和腐蚀深度动力学方程分别为y_1=0.0642t~(0.897)和y_2=0.03t~(1.63),以LY12铝合金在海南琼海户外暴露腐蚀10年的数据为参照,得出焊缝腐蚀当量系数k=13.39,大气腐蚀10年的当量腐蚀深度为87.9μm。结论焊缝区域Si的偏析对腐蚀性能产生重要影响。较佳钎焊工艺为:真空度3×10~(-3) Pa,钎焊温度610℃,保温时间75 min。此时,大气腐蚀10年后的当量腐蚀深度占焊缝厚度100μm的87.9%,能够满足10年腐蚀寿命的要求。继续升高钎焊温度和延长保温时间,基体与焊缝界面发生熔蚀现象,抗腐蚀性能减弱。     

含SO_2大气中20碳钢腐蚀产物的演变

采用模拟大气腐蚀系统,利用OM,SEM,XRD和局部交流阻抗测试(LEIS)等研究了20碳钢在高湿度SO_2大气环境中腐蚀产物的形态变化和生长过程.结果表明,20碳钢表面首先生成Fe(OH)_2膜,Fe(OH)_2膜在酸性介质中发生破裂形成头部为绿色的丝状物,丝状物沿晶界腐蚀并向铁素体内生长;空气中SO_2,O_2和H_2O不断进入破裂的Fe(OH)_2膜内,导致Fe不断溶解并形成FeSO_4巢穴,FeSO_4与O_2和H_2O作用在巢穴内生成FeOOH堆积物,最后形成胞状腐蚀产物.随腐蚀时间的延长,胞状腐蚀产物增多,锈层阻抗增加,腐蚀产物层厚度不均匀;继续腐蚀,腐蚀产物变得均匀致密SO_2含量越高,胞状物增加越快.     

LC4铝合金在格尔木盐湖大气环境中的腐蚀行为

通过在我国西北格尔木典型大气环境进行大气暴露实验,测定LC4铝合金在该地区的腐蚀率;利用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDX)、电子探针(EPMA)、红外光谱(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)观察分析LC4铝合金腐蚀表面形貌、元素分布和腐蚀产物结构。结果表明:LC4铝合金的腐蚀以点蚀为主要特征,比其在非盐湖大气环境中的腐蚀严重,朝地面的腐蚀比朝天面严重,腐蚀产物层中含有大量的氧和铝,较多的氯和硫;主要腐蚀产物为Al2O3,Al2O3.2SiO2.2H2O和Al2Cl6.6H2O;含氯和硫的盐参与铝合金的大气腐蚀过程,并起到促进腐蚀的作用。     

海洋大气环境中电镀锌板的腐蚀行为与机理

通过2 a现场暴晒实验,采用腐蚀形貌宏观观察、SEM、XRD及失重法,对电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中的腐蚀行为进行了研究。通过电化学阻抗谱研究了电镀锌板在不同Cl^-浓度溶液中的腐蚀电化学行为。结果表明：电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中的平均腐蚀速率分别为0.76和0.1935 μm/a,在青岛大气环境中暴晒2 a后局部有红锈产生,主要腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂H₂O,ZnO和Zn(OH)₂,在西双版纳大气环境中表面有少量白色锈点,主要腐蚀产物为2ZnCO₃3Zn(OH)₂,ZnO和Zn(OH)₂。电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中主要表现为均匀腐蚀,并伴有局部不均匀坑蚀;青岛大气环境中的Cl^-使电镀锌板在青岛大气环境中的腐蚀加剧。     

铜铝连接用Zn98-Al钎料脆化机理

Zn98-Al钎料在湿热环境中常发生时效劣化行为,使其脆性增大,伴随而至的是钎焊工艺性下降。为探索其脆化原因,文中通过室内湿热加速腐蚀试验模拟湿热大气环境,采用光学显微镜、扫描电镜、XRD等分析手段对加速腐蚀环境下Zn98-Al钎料的显微组织进行研究。结果表明,腐蚀主要发生在晶界处,钎料内形成了腐蚀裂纹和腐蚀孔洞;Zn98-Al钎料的晶间腐蚀是晶内η相为阴极,晶界处α相为阳极而溶解的电化学腐蚀;水蒸气腐蚀后Zn98-Al钎料晶界处O含量和Al含量比较高;XRD分析表明,钎料表面腐蚀产物主要有Al2O3,ZnO,Al(OH)3,Zn(OH)2,钎料在湿热环境中发生电化学腐蚀,同时伴随着高温氧化。     

SiCp/Al复合材料在Cl~-作用下初期腐蚀行为

通过室内浸泡模拟实验方法,采用扫描Kelvin探针技术研究了SiCp/Al复合材料在Cl~-介质下初期腐蚀行为。结果表明,SiC颗粒与Al基体界面结合处是复合材料在Cl~-介质下初期腐蚀的优先发生位置,Cl~-和界面相是促进初期腐蚀发展的主要原因。随腐蚀的不断进行,复合材料先形成钝化膜,表面电位先整体正移,后钝化膜破损,表面电位整体负向移动。复合材料初期腐蚀过程表现为其钝化膜形成和逐渐破损的腐蚀特征,腐蚀产物主要为Al(OH)_3、Al_2O_3和AlCl_3。