Ce含量对Al在3.5％NaCl溶液中腐蚀行为影响的研究

稀土元素及其含量对铝合金耐腐蚀性能的影响及其机制是铝合金开发利用的重要研究课题,采用高频熔炼方法制备Al1-xCex(x=0,0.2％,2.0％(原子分数))合金,通过X射线衍射、金相分析、电化学测试、扫描电镜和能谱等分别对制备的Al1-xCex合金的结构、动电位线性扫描极化曲线、浸泡与电化学腐蚀前后表面形貌的变化进行了研究;对Al1-xCex在3.5％ NaCl溶液中耐腐蚀性能与铈含量的关系进行了系统的分析.结果表明:由于Cl-离子的存在,铝在3.5％ NaCl溶液中发生点蚀破坏;稀土Ce的加入能够细化晶粒,改善合金微观结构,减弱Cl-离子对点蚀的影响;Ce元素在腐蚀表面层富集,有利于形成连续钝化膜,提高合金在NaCl溶液中的耐蚀能力;微量稀土Ce(0.2％)的加入使合金的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,耐腐蚀性能改善明显;但随着Ce含量的增加,即含量高于铈在铝中的溶解度后,铝与铈将形成金属间化合物,基底与金属间化合物相界面的存在使合金的耐腐蚀性能有所降低,Ce含量为0.2％合金的耐腐蚀性能比Ce含量为2.0％的合金要好.所有合金腐蚀后的主要产物为Al2O3.     

时效对Al-2Li二元合金钝化膜耐蚀性及结构的影响

Al-Li合金具有低密度、高强韧性和低的腐蚀疲劳扩展速率的优点,在航空领域有着广泛应用.Al3Li(δ′)相是Al-Li合金中主要强化相之一,因含有活性元素Li对该合金的腐蚀行为产生显著影响.为明确δ′相在Al-Li合金电化学腐蚀中的作用,真空熔炼制备Al-2Li二元合金,固溶后进行180℃等温时效,用X射线衍射(XRD)检测合金的相组成.在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中,用动电位极化的方法测量了该合金的极化曲线.-0.85 V vs SCE钝化电位下形成钝化膜后,用电化学阻抗(EIS)检验钝化膜的耐蚀性;用恒电位阳极极化和Mott-Schottky(M-S)曲线对该合金钝化膜的结构进行分析.结果表明,Al-2Li合金的自腐蚀电位随时效时间增加先正移后负移;固溶和时效合金钝化膜的EIS都由两个容抗弧组成,时效未改变钝化膜的腐蚀机制;钝化膜耐蚀性由高到低的顺序为:时效20 h>固溶>时效40 h>时效1 h,且耐蚀性与其致密性及膜内的载流子密度有关.     

微弧氧化对7050铝合金腐蚀行为的影响

采用微弧氧化(MAO)技术在7050铝合金表面制备了陶瓷膜层,运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)表征陶瓷膜微观结构,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了微弧氧化膜对7050铝合金在3.5%(质量分数) NaCl水溶液中腐蚀和应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明:微弧氧化膜层由表面疏松层与内部致密层组成,表面疏松层主要由Al₂O₃组成,内部致密层由氧化铝与铝烧结而成.微弧氧化膜层可以有效抑制7050铝合金表面的腐蚀萌生及明显降低腐蚀速率,且使7050铝合金的应力腐蚀敏感性出现显著下降.      

高盐废水浓缩环境中的TC4钛合金腐蚀研究

从蒸汽机械压缩技术(MVR)腐蚀环境角度,模拟高盐废水浓缩液开展了TC4材料耐腐蚀性能研究,通过微观组织表征、腐蚀失重、缝隙腐蚀、电化学测试(开位电路、电化学阻抗以及动电位极化曲线测试)等腐蚀测试,证实了TC4合金的(α+β)双相钛合金,在各种高氯离子强度环境中的耐缝隙腐蚀能力较强,14d全浸试验没有出现局部点蚀,最大腐蚀速率仅1 mg/(cm2·a)左右,远低于2205双相钢在相同环境下的腐蚀情况.电化学测试结果也表明:TC4钛合金在高氯离子强度溶液中,表面形成的惰性钝化层生成迅速并保持稳定,对抑制材料表面腐蚀、缝隙腐蚀也有较明显作用.TC4合金的高温耐腐蚀性能适用于高盐废水环境,在MVR技术处理高氯含量工业污水方面有潜在应用价值.     

Ti35合金在沸腾硝酸中钝化膜及过渡层形成及组成分析

研究了Ti35合金在8 mol/L沸腾浓硝酸中腐蚀240 h后表面钝化膜及过渡层的相结构。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对Ti35合金腐蚀后样品的钝化膜和过渡层形貌、相结构等进行分析。研究结果表明,Ta原子优先与硝酸反应,钝化膜最终产物Ti O2和Ta2O5是通过逐步的化学反应形成的,Ta元素的加入能有效改善钛合金的耐硝酸腐蚀性能。     

AZ31镁合金微区电偶腐蚀的数值研究

结合水平集函数方法及移动网格技术,利用有限元法模拟分析了离散型β相分布和连续型β相分布的AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,通过解Nernst-Planck方程得到腐蚀过程中AZ31镁合金/NaCl界面的电势、氯离子及镁离子浓度分布,并通过扫描离子选择性电极实验验证了此模拟方法的可行性.模拟分析表明,当β相离散分布在α相周边时,在与β相相邻的α相区域腐蚀速率最快,形成腐蚀缩颈坑,坑内氯离子富集,进一步加速了α相的腐蚀,最终β相逐渐脱离合金进入溶液;当β相连续分布在α相周边时,α相不断被腐蚀,最终α相全部溶解而只剩β相,求解随即停止.扫描离子选择性电极实验结果表明此模拟模型可以对镁合金的电化学腐蚀进行较好预测和判断.      

时效对Al?2Li二元合金钝化膜耐蚀性及结构的影响

Al?Li合金具有低密度、高强韧性和低的腐蚀疲劳扩展速率的优点,在航空领域有着广泛应用。Al₃Li（δ′）相是Al?Li合金中主要强化相之一,因含有活性元素Li对该合金的腐蚀行为产生显著影响。为明确δ′相在Al?Li合金电化学腐蚀中的作用,真空熔炼制备Al?2Li二元合金,固溶后进行180 ℃等温时效,用X射线衍射（XRD）检测合金的相组成。在质量分数为3.5% 的NaCl水溶液中,用动电位极化的方法测量了该合金的极化曲线。?0.85 V vs SCE钝化电位下形成钝化膜后,用电化学阻抗（EIS）检验钝化膜的耐蚀性;用恒电位阳极极化和Mott?Schottky（M?S）曲线对该合金钝化膜的结构进行分析。结果表明,Al?2Li合金的自腐蚀电位随时效时间增加先正移后负移;固溶和时效合金钝化膜的EIS都由两个容抗弧组成,时效未改变钝化膜的腐蚀机制;钝化膜耐蚀性由高到低的顺序为:时效20 h>固溶>时效40 h>时效1 h,且耐蚀性与其致密性及膜内的载流子密度有关。      

温度对13Cr不锈钢在高 CO2 分压环境中腐蚀行为的影响

通过高温高压电化学测试,获得不同实验温度下13Cr不锈钢的循环伏安曲线、交流阻抗谱和Mott-Schottky曲线,结合ZSIMPWIN软件和扫描电子显微镜分析,研究高温高CO2分压环境下,温度对13Cr不锈钢腐蚀电化学行为的影响.在高温高CO2分压环境下,随温度升高,13Cr不锈钢发生腐蚀的倾向增加,表面钝化膜稳定性下降,点蚀敏感度增加.     

304不锈钢在模拟压水堆一回路水中高温电化学腐蚀行为

通过模拟压水堆一回路水环境,研究了氯离子浓度和溶解氧对304不锈钢高温电化学腐蚀行为的影响.动电位极化曲线结果表明,氯离子浓度主要影响高电位下的二次钝化效应,低电位下影响效果不明显,结合X射线光电子能谱对氧化膜元素成分的分析发现二次钝化效应与氧化膜中Fe/Cr元素含量比密切相关.电化学阻抗谱和扫描电镜结果表明,随着氯离子浓度增加,氧化膜阻抗逐渐降低,表面外层氧化物颗粒和间隙逐渐增大,耐腐蚀性能降低.随着溶解氧含量的升高,304自腐蚀电位逐渐升高,钝化电流密度降低,钝化区间缩小,表面氧化膜阻抗逐渐增加.      

钛表面钛钯合金层耐蚀性能及耐蚀机理研究

采用磁控溅射沉积钯膜层+热扩散技术在工业纯钛表面制备Ti-Pd合金层,研究了Ti-Pd合金层的耐蚀性能,用重量法评价了合金层的腐蚀速率,分析了不同样品经腐蚀后的表面形貌和成分。结果表明:Ti-Pd合金层在37%(质量分数,下同) HCl溶液和80%H_2SO_4溶液中的腐蚀速率比纯钛降低了2个数量级。Ti-Pd合金层经37%HCl腐蚀后,表面含有Ti、Pd、O元素,表面有微小的点蚀坑。Ti-Pd合金层经80%H_2SO_4腐蚀后,表面含有Ti、Pd、S、O元素,表面有亚微米级的点蚀坑。提出了Ti-Pd合金层的耐蚀机理:微量的Pd和Ti O2组成的钝化膜使表面腐蚀电位提高,产生耐蚀效果。     

7075铝合金化学镀对镍磷合金镀膜组织和性能的影响

金属表面处理直接影响7075铝合金的力学性能及耐腐蚀性能.以7075-T6铝合金为基体,采用化学镀(EN)技术在光滑基体表面均匀镀覆一定厚度的镍磷(Ni-P)镀膜,镀膜厚度分别为3.64、5.87和7.33 μm,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、硬度测试及电化学工作站等手段分析膜层特性及膜厚对70...     

Corrosion Behavior of Top and Bottom Surfaces for Single-Side and Double-Side Friction Stir Welded 7085-T7651 Aluminum Alloy Thick Plate Joints

Thick plate joints of 7085-T7451 aluminum alloy were obtained through both single-side and double-side friction stir welding (SS or DS-FSW). The chloride ions effects on the corrosion behavior of the top and bottom surfaces of the joints were examined by cyclic potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and scanning electron microscopy (SEM). Results show that the corrosion susceptibility was suppressed significantly in the weld nugget zone, while the base material and heat-affected zone were prone to be corrosion attacked. For the SS-FSWed joint, the top surface showed a higher corrosion resistance than that of the bottom surface, but the larger corrosive heterogeneity was observed between the top and bottom surfaces compared with the two welds of DS-FSWed joint, which was confirmed by the morphology of corrosion attack. A deep insight on the microstructure of the joints indicates that the intermetallic particles played a key role in the corrosion behavior of the FSWed AA7085 aluminum alloy joints in chloride solution.     

6005A铝合金的表面损伤对其耐海水腐蚀性能的影响

以6005A铝合金商品实际产生的表面少缺陷、多缺陷试样,以及作为比较的完全去除商品表面膜的人工磨制的三种不同表面状态试样为研究对象,研究铝合金商品表面的实际损伤对其耐海水腐蚀性能的影响及其腐蚀电化学行为.通过场发射扫描电镜和激光共聚焦扫描显微镜对具有不同表面状态的6005A铝合金表面形貌和粗糙度进行了表征,表明铝合金商品实际产生的表面缺陷主要为划伤,体现在随着表面缺陷的增多,表面粗糙度Ra明显增大,表面粗糙度Ra大小可以定量描述表面损伤的严重程度. 6005A铝合金在NaCl质量分数3.5%的模拟海水溶液中发生全面腐蚀和点蚀,表面缺陷越多,粗糙度越大,耐蚀性越差;电化学测试结果表明,表面缺陷越多,粗糙度越大,腐蚀电位越低,腐蚀电流密度越大,耐蚀性越差. 6005A铝合金表面损伤对其耐海水腐蚀性能产生影响的原因为:表面损伤造成铝合金商品原表面膜被破坏,表面缺陷越多,粗糙度越大,表面膜的破坏和表面塑性变形越严重,铝元素会因为被活化而迅速溶解,有着更高的腐蚀速率,而缺陷较少表面有较为均匀致密的氧化膜,对基体有着较好的保护性.      

双级时效对7075合金应力腐蚀性能影响

双级时效处理虽能有效提高7075铝合金抗应力腐蚀开裂(SCC)性能,但同时会导致合金力学性能降低。为了同时提高7075铝合金的拉伸性能和抗SCC性能,并优化双级时效参数,对双级时效处理7075合金进行了正交试验。通过扫描电镜和透射电镜在慢应变速率实验中研究7075合金的SCC行为。结果发现,在130 ℃条件下保温4 h后,在170 ℃条件下保温8 h,合金抗拉强度、伸长率和应力腐蚀指数I_SSRT分别为488 MPa、10.8%和0.095。      

5083铝镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀研究

采用扫描电化学显微镜（SECM）中的极化曲线法和交流阻抗图谱法研究5083铝镁合金在不同浓度NaCl溶液中的腐蚀行为,结果表明:合金在中性NaCl溶液中的腐蚀为钝化材料体系,随着盐度的增加,Cl-对合金基体的破坏加剧,腐蚀电位正移,点蚀电位减小,其电化学阻抗谱中仅有1个容抗弧且呈现收缩趋势.同时,阻抗减小,相位角增加,弥散指数降低,合金的耐腐蚀性能下降.溶液中存在强活化作用的Cl-,会损坏合金表面的氧化膜,逐渐取代腐蚀产物Al（OH）₃中的OH-,生成新的腐蚀产物AlCl₃.      

7075铝合金在不同pH值NaCl溶液中的腐蚀行为

用Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究7075铝合金在不同pH值(pH=3、5、7、9、11) 的0.6 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明,溶液pH值在3~7时,腐蚀电位正移,pH值在7~11时,腐蚀电位负移,pH值为11时腐蚀电位最负. pH值在3~11时,腐蚀速度呈现先降低后增大的过程,pH值为11时腐蚀速度最大,达到2.122 2 mm/a.在强酸溶液中,电化学阻抗谱中出现明显的感抗弧,表明存在不均匀点蚀现象. pH值为7和9时,电化学阻抗谱中只出现1个容抗弧,表明铝合金腐蚀属于金属基体溶解过程. pH值为11时,阻抗谱中出现2个容抗弧,表明铝合金腐蚀伴随铝合金的自溶解行为.      

Chloride Ion Activity and Susceptibility of Al Alloys 7075-T6 and 5083-H131 to Stress Corrosion Cracking

The influence of chloride ion activity on the susceptibility of aluminum alloys 5083-H131 and 7075-T6 to stress corrosion cracking (SCC) was investigated by conducting slow strain-rate tensile tests at a strain-rate of 10^?7 s^?1 in naturally aerated aqueous solutions with varying NaCl mass fraction (0.001 to 20 pct) and in a 3.5 pct mass fraction NaCl solution with varying strain-rates (10^?8 to 10^?4 s^?1). This study found that both alloys exhibited reduced strengths and failure strains (times) in the solutions compared with laboratory air. The extent of these reductions was greater in alloy 5083 for the conditions examined. The strength and ductility of both alloys decreased with chloride ion activity in a manner that indicates a chemical reaction is responsible. The strength and ductility of both alloys decreased with strain-rate in a sigmoidal manner, but the transition in alloy 7075 occurred at slower strain-rates of approximately two orders of magnitude. It was deduced that the chloride ion interacts chemically with the passivated surface in the potential gradient at the crack tip to cause SCC. While no mechanism of cracking can be eliminated on the basis of these results alone, the results are consistent with the hypothesis that the absorbed hydrogen causes cracking in alloy 7075 while cracking in 5083 is the result of a dissolution mechanism.