Al-xMg-3.1Zn铝合金的应力腐蚀开裂行为及其机制

通过慢应变速率拉伸实验和动态电解充氢实验分别研究了Al-x Mg-3.1Zn铝合金的应力腐蚀开裂行为及其氢脆行为。结合宏观断口和微观断口形貌分析研究了合金发生应力腐蚀开裂的进程。通过对合金应力腐蚀开裂的机制进行分析阐明了合金中Mg元素含量对合金应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明:在该合金体系中存在应力腐蚀开裂,且合金的应力腐蚀敏感性随合金中Mg含量的降低而降低,这与合金的阳极溶解行为与氢脆行为随Mg元素含量降低而减弱有着直接的关系。在这当中,合金中晶界析出相的数量随Mg元素含量降低而减少起到了至关重要的作用。     

微量Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金应力腐蚀与微观组织的影响

通过慢应变速率拉伸、动电位极化曲线测试、透射电子显微分析(TEM)、背散射电子衍射(EBSD)等实验较系统地研究了微量Zn对Al-4.2Cu-1.4Mg合金应力腐蚀与微观组织的影响规律。结果表明,微量Zn的添加显著影响合金的腐蚀性能,且随着Zn含量增加,合金的抗应力腐蚀敏感性以及其对应的开路电位均呈峰值变化,含Zn量0.29%合金的抗腐蚀能力最佳。EBSD研究表明,含0.29%Zn的Al-4.2Cu-1.4Mg合金与其它合金相比存在较多的低能量小角度晶界,这可能是微量Zn显著影响该合金抗应力腐蚀性能的主要原因。     

Si含量对7050铝合金显微组织和抗应力腐蚀开裂的影响

分别研究Si含量为0．094％、0．134％和0．261％的3种T7651态7050铝合金的组织和应力腐蚀开裂敏感性。结果表明：随着Si含量从0．094％增加到0．261％,Mg2Si相的面积分数从0．16％增加到1．48％,并且尺寸粗化;而其它粗大相（包括Al2CuMg、Mg（Al3Cu,Zn）2和Al7Cu2Fe）的面积分数从2．42％减小到0．78％。合金的电导率随Si含量的增加而增加。合金在空气中进行慢应变速率拉伸时,抗拉强度和伸长率随Si含量的增加而降低;而在3．5％NaCl溶液中进行慢应变速率拉伸时,随Si含量增加,合金应力腐蚀开裂敏感性降低。     

轧制对Inconel 690合金微观组织及应力腐蚀的影响

采用背散射电子衍射分析技术(EBSD)和慢应变速率拉伸实验方法研究不同轧制道次的Inconel 690合金微观组织和应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明,三道次轧制的690合金样品的晶粒更大,低重合点阵晶界所占比例更高,织构程度更弱。三道次轧制的690合金在高温高压纯水中的慢应变速率拉伸试验表现出更好的耐应力腐蚀性能。三道次轧制的690合金可以形成更加均匀的组织,提高低重合点阵晶界所占比例,增加其抗应力腐蚀能力。     

Al-3.7Cu-0.8Mg-0.7Mn合金应力腐蚀性能研究

通过慢应变速率拉伸测试法(SSRT),研究了Al-3.7Cu-0.8Mg-0.7Mn合金在不同温度、不同腐蚀介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,利用金相显微镜观察断口侧面的腐蚀形貌,借助SEM分析断口形貌。结果表明,在3.5%的NaCl溶液中,合金的应力腐蚀敏感性随着温度升高而增大,断口形貌呈现典型的沿晶断裂;25℃下,合金分别在3.5%的NaCl,3.5%的NaCl+0.5%的H_2O_2,3.5%的NaCl+1.0%的H_2O_2腐蚀介质中的应力腐蚀指数(ISSRT值)分别为3.17%、8.83%、14.4%,表现出很强的应力腐蚀敏感性,容易发生断裂。     

流场环境中AZ31镁合金的腐蚀行为研究

采用自主构建的体外模拟流场环境实验平台,通过电化学阻抗谱(EIS)测量、拉伸实验、模拟体液pH值变化测试、SEM观察等方法,对AZ31镁合金在流场环境中的腐蚀行为进行了研究。从腐蚀电化学角度探究了流场中镁合金腐蚀速率与流速的定量关系,并采用ANSYS有限元分析研究了流态与剪切力作用对镁合金不同部位腐蚀差异的影响。结果表明,流场会加速AZ31镁合金的腐蚀,在腐蚀初期,腐蚀电流密度i_(corr)与流场平均流速n之间存在i_(corr)~(-1)=i_c~(-1)+Aν~(-1/2)的关系,其中,ic为不考虑扩散影响时的腐蚀电流密度,A为常数。腐蚀速率随流速增加而增大,且随着腐蚀时间延长,由于腐蚀产物的影响而逐渐偏离i_(corr)~(-1)~n~(-1/2)的线性关系。有限元分析表明,样品不同部位表面流体流态及剪切应力分布不同,局部传质系数K存在显著差异,不同流速下试样边缘部位的传质系数是中间的4~5倍,试样局部腐蚀形貌与剪切应力分布及流态差异相对应。     

时效工艺对2519A铝合金力学性能及抗应力腐蚀开裂性能的影响

通过常温拉伸实验、慢应变拉伸应力腐蚀实验、极化曲线测试及透射电镜等研究了不同时效工艺对2519A合金的力学性能和抗应力腐蚀开裂性能的影响。结果表明:与传统的2519A-T87合金相比,再时效时间为19 h的2519A-T9I7合金同时具有优异的力学性能和良好的抗应力腐蚀开裂性能。这是由于2519A-T9I7合金在T9I6态的基础上延长了再时效时间,使晶界析出相聚集球化,相间距增加,破坏了腐蚀通路,提高了抗应力腐蚀开裂性能。     

冷轧与拉伸复合预变形对2519A铝合金板材应力腐蚀的影响(英文)

采用10-6s-1慢应变拉伸测试手段研究冷轧与拉伸复合预变形对2519A铝合金抗应力腐蚀开裂性能的影响。冷轧7%后再垂直拉伸3%的合金板材抗拉强度和应力腐蚀指数分别为481MPa和0.0429,与冷轧4%后再平行拉伸3%以及冷轧7%后再平行拉伸3%的合金板材相比表现出了更好的力学性能和抗应力腐蚀开裂性能。这主要是由于冷轧7%后再垂直拉伸3%在合金板材中生成了密度更高且分布更均匀的位错组织,使时效后合金板材晶内析出相细小、密集,晶界析出相不连续,晶界无沉淀析出带且较窄。     

高压铸造Al-6Si-3Ni及Al-6Si-3Ni-2Cu合金在NaCl水溶液中的抗腐蚀性能（英文）

研究高压铸造Al-6Si-3Ni(SN63)及Al-6Si-3Ni-2Cu(SNC632)合金在3.5%(质量分数)NaCl水溶液中的腐蚀行为。X射线衍射及显微组织分析表明,单相Si及Al3Ni/Al3Ni2二元相分布在合金的晶界处,并且在SNC632合金晶界处析出单相Cu。电化学腐蚀实验结果表明,与SN63合金相比,SNC632合金表现出高的腐蚀电位(φcorr),低的腐蚀电流密度(Jcorr)及高的耐腐蚀性。电化学阻抗谱(EIS)等效电路曲线拟合分析表明,电解质与衬底之间存在两个界面,而SNC632合金的电荷转移电阻(Rct)要比SN63合金的高。浸泡腐蚀试验与电化学腐蚀结果一致,SNC632合金表现出较高的耐腐蚀性。Cu元素的添加导致在SNC632合金并未出现含金属间化合物的次生铜相而出现单相Cu,进而提高其抗腐蚀性。     

国产825合金的耐腐蚀性能研究

采用腐蚀失重法、电化学测试和慢应变速率拉伸应力腐蚀研究了国产825合金在HCl、NaOH和NaCl溶液中的腐蚀行为,并采用金相显微镜和扫描电镜（SEM）对腐蚀后的样品进行观察。结果表明,国产825合金在HCl溶液中浸泡7 d后发生了明显的腐蚀,腐蚀速率随HCl浓度的增加而增大,而在NaOH和NaCl溶液中浸泡5个月后未发生明显腐蚀,并且在HCl、NaOH和NaCl溶液中合金的腐蚀电流随溶液浓度增加而增大。慢应变速率拉伸应力腐蚀结果表明在HCl、NaOH和NaCl溶液中合金的应力腐蚀敏感性很小,因此,一般情况下不会发生应力腐蚀开裂。     

核电厂蒸汽发生器管材800与690合金应力腐蚀性能

采用慢应变速率拉伸方法,研究了模拟PWR一回路水环境中国产进口蒸汽发生器管材800合金与690合金的拉伸性能;并辅以SEM断口形貌观察,分析了800合金与690合金的应力腐蚀敏感性。结果表明,国产管800合金具有一定应力腐蚀开裂倾向,690合金具有很好的抗应力腐蚀性能。     

应变速率对TC4-0.55%Fe合金在模拟海水中应力腐蚀行为的影响

通过电化学测试、慢应变速率拉伸试验(SSRT)并结合扫描电镜(SEM)分析了TC4-0.55%Fe合金在模拟海水中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,揭示了应变速率(3.3×10~(-6) s~(-1)~10.0×10~(-6) s~(-1))对合金SCC行为的影响。结果表明:合金在模拟海水中具有应力腐蚀开裂敏感性;当应变速率为5.0×10~(-6) s~(-1)时,合金在模拟海水中的断口中心区域形貌以细小扁平韧窝为主,塑形变形不充分,呈现出脆性特征,表现出最高的应力腐蚀敏感性。当应变速率大于6.6×10~(-6) s~(-1)时,合金的断口由小而浅的韧窝向大而深的韧窝过渡,由此说明,高应变速率下,拉应力作用使试样迅速断裂,合金应力腐蚀敏感性较小,断口处有明显韧窝,表现出典型的韧性断裂特征。     

Mg对Al-Zn-Sn阳极合金组织与电化学性能的影响

为提高Al-7Zn-0.1Sn(质量分数,%)牺牲阳极的电化学性能,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、动电位极化、电化学阻抗等方法,研究了不同含量的Mg对Al-7Zn-0.1Sn合金微观组织和电化学性能的影响。结果表明:Mg可使Al-7Zn-0.1Sn合金从粗大枝状晶向等轴晶转变;适量Mg可改善Al-7Zn-0.1Sn合金的电化学性能;随着Mg含量增加,合金电位负移、电流效率逐步提高;当Mg含量为2%时,合金具有最好的综合电化学性能。     

稀土Nd对铸造Al-Si合金低温拉伸断裂行为的影响

研究了稀土Nd元素对Al-7Si-0.3Mg合金的低温拉伸性能及其断裂行为的影响。结果表明拉伸温度对铸造Al-7Si-0.3Mg的拉伸性能有显著影响,在低温(-60℃)下拉伸,合金的强度提高但伸长率降低。随着Al-7Si-0.3Mg合金中Nd含量的增加,合金在低温(-60℃)下的屈服强度、抗拉强度和伸长率呈现先升高后降低的趋势。Nd元素含量为0.2wt.%时合金力学性能达到最高值,这是由于Nd对组织细化和Si相的变质作用;当合金中Nd含量分别大于0.4%和0.8%后,组织中会形成棒状Al_4Nd相和片状Al_2NdSi_2相,这些脆性相在拉伸时割裂合金基体,使合金的低温拉伸性能降低。     

16Mn钢热浸镀ZnAl合金镀层在海水中应力腐蚀行为研究

通过慢应变速率拉伸试验和电化学试验，研究了纯锌、纯铝、ZnAl15、ZnAl25、ZnAl55在海水环境中的应力腐蚀开裂行为。慢应变速率拉伸试验表明ZnAl25在海水中的延伸率最高；快慢扫描极化曲线结果说明纯锌和纯铝在海洋环境中对应力腐蚀开裂较敏感，而ZnAl15、ZnAl25、ZnAl55 3种合金都具备一定的抗应力腐蚀的能力。扫描电镜的结果显示ZnAl25对海洋环境中的16Mn钢具有抗应力腐蚀开裂的作用。     

时效时间对Al-4.5Cu-0.6Mg合金力学性能的影响

通过硬度测试和拉伸性能测试,研究了时效时间对热挤压Al-4.5Cu-0.6Mg合金力学性能的影响;利用SEM对Al-4.5Cu-0.6Mg合金拉伸断口形貌进行观察。结果表明:随时效时间的延长,Al-4.5Cu-0.6Mg合金的硬度和强度先增大后减小,断裂伸长率明显降低,其中在180℃时效10 h时,合金表现出良好的综合力学性能;固溶+时效态Al-4.5Cu-0.6Mg合金的断口呈现沿晶和穿晶混合断裂特征。     

镁含量对Al-Ga-Mn阳极合金组织和电化学性能的影响

制备了5种不同Mg含量的Al-Ga-Mn-Mg阳极合金,通过扫描电镜观察了合金的显微组织和腐蚀形貌,并测试了合金在40℃、4 mol·L-1Na OH溶液中的开路电位、交流阻抗谱、极化曲线及恒电流放电曲线,从而研究了Mg含量对Al-Ga-Mn合金组织和电化学性能的影响。结果表明:在Al-Ga-Mn合金中加入Mg元素之后,组织中析出相数量明显增多且均匀分布;另外,Mg元素显著改善了合金的电化学性能,降低其析氢速率。当Mg含量为1.5%时,合金表现出较优的综合性能,具有均匀的腐蚀形貌和较负开路电位、工作电位。     

新型1200 MPa级Ti-35421合金应力腐蚀敏感性的原位电化学研究

以新型1200 MPa级Ti-35421合金(Ti-3Al-5Mo-4Cr-2Zr-1Fe)为研究对象,采用慢应变速率拉伸实验结合原位电化学监测研究了不同应变速率和阴极保护电位对其应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明：当应变速率为1.67×10^-5mm·s^-1时Ti-35421合金在3.5%NaCl溶液中应力腐蚀敏感性最高,其塑性损失和应力腐蚀指数分别为27.27%和0.273;裂纹尖端钝化膜层在应力和腐蚀的共同作用下钝化保护弱于溶解,导致了应力腐蚀加剧;当外加阴极保护电位为-600mV时Ti-35421合金在3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性最低,其最佳阴极保护电位范围为-450～-600 mV,降低了阳极共轭反应,从而使其塑性损失和应力腐蚀指数分别降低到1.01%和0.113。     

稀土元素Ce对热挤压变形Al-Mg合金组织与性能的影响

为了确定稀土元素Ce在Al-Mg系合金中的作用,向Al-4％Mg合金中加入不同含量的Ce,研究了Ce对合金显微组织和力学性能的影响。显微组织观察结果表明,加入0.3％～1．0％的Ce不仅可细化Al-4％Mg系合金的晶粒,同时也可改变合金中析出相的类型。拉伸试验结果表明,随着Ce的加入,挤压变形Al-4％Mg系金的室温抗拉强度和屈服强度均有所提高,其中当Ce的加入量为0．6％时,合金的强度最高,与未添加稀土元素的Al-4％Mg合金相比,可使抗拉强度提高近20％,屈服强度提高约16％。室温拉伸断口SEM分析结果表明,挤压变形Al-4％Mg系合金均表现出典型的韧性断裂特征。     

Sn含量对铸态和挤压态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金显微组织和拉伸性能的影响（英文）

采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和拉伸测试研究Sn含量对铸态和挤压态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn(质量分数,%)合金显微组织和拉伸性能的影响。研究发现,铸态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金由α-Mg+β-Li双相基体、MgLiAl_2相和Li_2MgSn相组成。Sn含量的增加引起α-Mg枝晶细化和Li_2MgSn相含量增加。热挤压过程中,β-Li相发生完全动态再结晶,而α-Mg相发生不完全动态再结晶。随Sn含量增加,α-Mg相再结晶体积分数增加而再结晶晶粒平均尺寸减小。Sn含量的增加能够提高铸态Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金的强度,但对塑性不利。热挤压使Mg-8Li-3Al-(1,2,3)Sn合金的拉伸性能明显提高,Mg-8Li-3Al-2Sn合金表现出最高的拉伸性能。