应力作用下2B96K Al-Li合金的腐蚀行为研究

通过测量动电位极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）,并结合SEM研究恒应力作用下2896K Al—Li合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,应力增加,材料腐蚀加剧;合金主要腐蚀类型为点蚀发展形成的均匀腐蚀,是由于合金的主要强化相为T1（Al2CuLi）和。相,晶界平衡相为T2（Al6CuLi3）相,微量Zn的添加有利于合金基体点蚀或均匀腐蚀形成和发展,从而抑制晶间腐蚀的发展。与2195Al-Li合金在不同应力下的腐蚀行为相比较,应力对2896K Al—Li合金腐蚀的影响较小。     

Mg_2Si及Si粒子在Al-Mg-Si合金晶间腐蚀中协同作用机理的多电极偶合研究

通过测定Al-Mg-Si合金晶界各组成相的极化曲线及不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金晶界组成相(AlMg_2Si及Al-Mg_2Si-Si)间的动态电化学偶合行为,研究了不同Mg/Si比Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si电位比其边缘Al基体正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解。晶界Mg_2Si电位比其边缘Al基体负,在腐蚀初期将作为阳极而发生阳极溶解;由于Mg_2Si中活性较高元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si富集,致使Mg_2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界只存在不连续分布的含Mg、Si的析出相,不能在晶界形成连续腐蚀通道,合金不表现出晶间腐蚀敏感性。Mg/Si1.73的Al-Mg-Si合金晶界同时析出含Mg、Si析出相和Si粒子;腐蚀首先萌生于Mg_2Si相;而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面通过加速Mg_2Si和晶界无沉淀带的极性转换,协同促进了Mg_2Si边缘无沉淀带的阳极溶解,即腐蚀沿晶界Si粒子及Mg_2Si粒子边缘的无沉淀带发展。Si粒子促进了腐蚀的发展,导致合金表现出严重的晶间腐蚀敏感性。     

Al-Li合金中金属间相的电化学行为

制备了Al-Li合金中的金属间相δ(Al-Li)、T1(Al2CuLi)、T2(Al6CuLi3)、S'(Al2MgCu)、T(Al2MgLi),在3.5%NaCl溶液中测试了这些相的自腐蚀电位和动态极化行为.结果表明:T1、T2、T相存在钝化现象,S'相则没有;这些金属间相的腐蚀倾向以T2、T1、S'、T、δ的顺序增大,腐蚀速度以T2、T、S'、T1、δ的顺序增大;在8090Al-Li合金中这些相都作为阳极相优先发生腐蚀,T2、T1相的耐蚀性好于其它相;控制合金中金属间相的尺寸、数量和分布可以改善Al-     

Al-Mg-Si合金中Mg_2Si和Si粒子在晶间腐蚀过程中的作用机理

研究Al-Mg-Si合金晶界组成相（Al-Mg2Si及Al-Mg2Si-Si）间的电化学行为和动态电化学耦合行为,提出Al-Mg-Si合金的晶间腐蚀机理。研究表明,晶界Si的电位比其边缘Al基体的正,在整个腐蚀过程中作为阴极导致其边缘Al基体的阳极溶解;晶界Mg2Si的电位比其边缘Al基体的负,在腐蚀初期作为阳极发生阳极溶解,然而由于Mg2Si中活性较高的元素Mg的优先溶解,不活泼元素Si的富集,致使Mg2Si电位正移,甚至与其边缘Al基体发生极性转换,导致其边缘Al基体的阳极溶解。当n（Mg）/n（Si）〈1.73时,随着腐蚀的进行,合金晶界同时会有Mg2Si析出相和Si粒子,腐蚀首先萌生于Mg2Si相和Si边缘的无沉淀带,而后,Si粒子一方面导致其边缘无沉淀带严重的阳极溶解,另一方面加速Mg2Si和晶界无沉淀带的极性转换,从而促使腐蚀沿晶界Si粒子及Mg2Si粒子边缘向无沉淀带发展。     

时效对含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金腐蚀行为的影响

研究了一种含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金在不同时效状态下的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为.结果表明：不同时效温度下峰时效态合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀倾向随着时效温度的升高而增加；在160℃下时效，合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀倾向随着时效时间的延长而增加.含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金在EXCO溶液中进行的极化曲线测试结果也表现出相同的腐蚀趋势.微观组织观察分析表明，T1（Al2CuLi）相和无沉淀析出带（PFZ）是引起合金腐蚀敏感性增加的主要因素.     

时效对2195铝锂合金腐蚀行为的影响

研究了2195铝锂合金在不同时效状态下的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为.结果表明:2195合金在自然时效状态下具有较好的抗晶间腐蚀和剥落腐蚀能力,但随着在160℃时效时间的延长,其晶间腐蚀与剥落腐蚀倾向逐渐增加;在剥落腐蚀溶液中进行的极化曲线测试也表现出相同的趋势.透射电镜观察发现:2195合金主要析出相为T1相;随着时效时间延长,T1相逐渐粗化,在晶界处还会出现无析出带及平衡相.模拟相实验证实,由于T1相和无析出带的开路电位都明显低于铝基体的,在腐蚀性介质中作为阳极相优先溶解,从而导致2195合金产生晶间腐蚀及剥落腐蚀.过时效状态与峰时效状态相比,晶界平衡相增多,无析出带变宽,晶间腐蚀及剥落腐蚀程度将更加严重.     

峰时效AA2090及AA8090铝-锂合金晶间腐蚀与剥蚀性能

研究了峰时效AA2090及AA8090 Al-Li合金的晶间腐蚀与剥蚀敏感性．结果表明，AA2090合金峰时效时晶内析出大量T1相．晶内T1相的优先溶解导致晶间腐蚀的电化学动力较低，合金晶间腐蚀程度较弱；而AA8090合金峰时效时由于T2相在晶界呈粗链状析出，其阳极溶解导致严重的晶问腐蚀．由于晶问腐蚀敏感性的差异，AA8090合金的剥蚀敏感性较大，而AA2090合金则出现只呈小薄片状的轻微剥蚀。     

残留结晶相对Al-Mg-Si-Cu合金晶间腐蚀行为的影响

采用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射、扫描电镜及能谱等研究中性和酸性NaCl腐蚀溶液中残留结晶相对Al-Mg-Si-Cu合金晶间腐蚀行为的影响。结果表明:实验合金含有Mg2Si和Al4.01(MnFeCrCu)Si0.74两种残留结晶相。在中性和酸性溶液中,Mg2Si相通过Mg优先溶解,由阳极转换成阴极,进而造成基体点蚀。Al4.01(MnFeCrCu)Si0.74相在中性溶液中作为阴极,导致周围Al基体发生点蚀,而在酸性溶液中只发生自身腐蚀。当点蚀发生在晶界上时,能直接诱发晶间腐蚀;而当点蚀发生在晶内时,则需点蚀扩展至晶界才能诱发晶间腐蚀。不同于中性溶液,酸性溶液中的晶间腐蚀也可以由晶界直接形成。     

压铸AlMg5Si2Mn合金的腐蚀和腐蚀疲劳行为

研究压铸AlMg5Si2Mn合金的电化学腐蚀、晶间腐蚀和腐蚀疲劳机理。结果表明:合金的自腐蚀电位和点蚀电位分别为-1220和-690 mV,钝化区间约为530 mV,说明合金的耐腐蚀性能良好。合金的晶间腐蚀倾向明显,这主要是由于Mg2Si相自腐蚀电位较低,且(Al+Mg2Si)共晶区的体积分数较大(29.6%)。电化学腐蚀反应和Mg2Si自身溶解产生的氢元素导致疲劳试样表面发生阳极溶解,加速了疲劳裂纹的萌生,从而显著降低了合金的疲劳寿命。腐蚀疲劳试样的裂纹主要是沿晶界扩展。氢元素也导致合金塑性下降,造成应力腐蚀开裂。     

Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.5Mn合金中析出相的腐蚀行为

采用扫描电镜、透射电镜、x射线衍射、电化学性能测试等方法,研究了析出相对Al-5Zn-0.03In-1Mg-0.05Ti-0.5Mn合金牺牲阳极腐蚀行为的影响.结果表明,该合金主要含MgZn2(η相)及A16Mn析出相,这些析出相相对а(Al)基体呈阳极相,在3.5%NaCl溶液中与а(Al)基体组成腐蚀微电池,引起析出相自身溶解.析出相的溶解一方面活化牺牲阳极合金,另一方面过多的析出相降低合金电流效率.因此适量且均匀分布的η及Al6Mn析出相有利于该牺牲阳极合金综合电化学性能的提高.     

2219铝合金焊接接头晶间腐蚀行为

采用晶间腐蚀试验及极化曲线测试方法对2219铝合金母材、搅拌摩擦焊（FSW）及钨极氩弧焊（TIG）接头的腐蚀行为进行分析,借助金相显微镜、激光共聚焦显微镜、体视显微镜、扫描电镜及能谱仪分析腐蚀形貌及腐蚀产物.结果表明,2219铝合金母材及焊接接头的腐蚀行为主要与析出相有关,Al₂Cu的析出导致贫铜的无沉淀带作为阳极优先溶解.母材的抗晶间腐蚀能力最差,由表面点蚀开始,沿轧制方向逐渐发展为剥落腐蚀;TIG焊次之,表现为网状晶间腐蚀;FSW焊最低,焊核表现为点蚀,散落分布于表面.     

时效对含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金腐蚀行为的影响

研究了一种含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金在不同时效状态下的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为.结果表明:不同时效温度下峰时效态合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀倾向随着时效温度的升高而增加;在160℃下时效,合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀倾向随着时效时间的延长而增加.含Sc的Al-Cu-Li-Zr合金在EXCO溶液中进行的极化曲线测试结果也表现出相同的腐蚀趋势.微观组织观察分析表明,T1(Al2CuLi)相和无沉淀析出带(PFZ)是引起合金腐蚀敏感性增加的主要因素.     

2099铝锂合金晶间腐蚀行为与时效制度的相关性

系统研究了2099铝锂合金晶间腐蚀行为与时效制度(T6态150和175℃时效、T8态150℃时效)的相关性,建立了2099铝锂合金腐蚀-时效进程状态图。结果表明,时效过程按腐蚀类型变化可以分为4个阶段。时效早期发生孔蚀或局部晶间腐蚀,欠时效阶段发生全面晶间腐蚀,近峰时效阶段转变为局部晶间腐蚀,过时效阶段以孔蚀为主。欠时效时,细小的晶界析出相连续分布,晶间腐蚀敏感性较高。过时效阶段晶界析出相粗化,并呈不连续分布,抗晶间腐蚀能力提高。时效温度提高,晶界析出相粗化,析出相间距增加,而时效前预变形能够促进析出相均匀弥散形核,抑制晶界无沉淀带形成,因而导致晶间腐蚀欠时效阶段和近峰失效阶段的时效时间范围缩短或消失,提高了抗晶间腐蚀能力。     

时效析出相微结构改变对AA2024铝合金应力腐蚀行为的影响

通过恒载荷应力腐蚀实验、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等测试方法,研究了时效处理中析出行为的变化对AA2024铝合金应力腐蚀行为的影响。结果表明,合金在T3态时对应力腐蚀较为敏感,进行T8时效处理后,合金的应力腐蚀敏感性显著降低。利用高角环形暗场成像扫描透射电镜技术（HAADF-STEM）对合金进行准原位腐蚀实验观察,研究了合金T3和T8时效状态下的腐蚀过程和析出行为的变化情况,直观地展示了不同时效状态合金的腐蚀形态：T3态的合金为晶间腐蚀形貌,T8态的合金为晶间腐蚀和晶粒腐蚀相结合。由于析出行为和腐蚀机制的改变,不同时效状态的AA2024铝合金的应力腐蚀敏感性不同。     

η相在Al-Zn-In-Mg-Ti牺牲阳极合金中的活化作用

采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、电化学性能测试等方法,研究了Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti牺牲阳极合金中析出相的腐蚀行为。结果表明,该合金主要含η-MgZn2析出相。η析出相相对α-Al基体呈阳极相,在3.5%的NaCl溶液中与α-Al基体组成微腐蚀电池,引起析出相自身溶解。溶解的Zn2+沉积在蚀坑周围,增加这些位置氧化膜的缺陷,促使氧化膜脱落。该牺牲阳极合金的溶解是以η析出相为活化中心,由此向外扩展,引发合金全面溶解。     

2060合金FSW接头微观组织与力学性能

利用金相显微镜、显微硬度测试、拉伸性能测试、扫描电镜、透射电镜等手段对2060-T8合金搅拌摩擦焊(FSW)接头的微观组织和力学性能进行研究。结果表明:焊接头的抗拉强度为441 MPa,屈服强度为320 MPa,伸长率为6.9%,但焊接强度系数达到82.9%;经过搅拌摩擦焊,母材的织构类型以及强度发生了变化,由黄铜织构变为高斯织构且强度变弱;热影响区T1相(Al2CuLi)部分发生了溶解,析出了δ′相(Al3Li),热机影响区内T1相大部分溶解,S′相(Al2CuMg)发生了粗化,焊核区析出相全部溶解。     

2A97 Al-Li合金薄板时效析出与电位及晶间腐蚀的相关性研究

研究了2A97 Al-Li合金薄板不同时效后微观组织、电位及在晶间腐蚀(IGC)介质中的腐蚀特征。结果表明,随着时效时间延长,2A97 Al-Li合金中时效析出T1相等,导致合金电位下降,与之对应的合金腐蚀类型呈如下规律变化:孔蚀、晶间腐蚀(包括局部和全面晶间腐蚀)程度随时效时间延长呈先增加后降低的趋势。同时,相较T6态时效,T8态时效更加促进T1相的生成,而合金电位下降速度也更快。电位越低,晶间腐蚀程度越小,代之以大面积孔蚀程度越高。以上述研究为基础,建立了合金腐蚀类型与电位之间的相关性,对于不同时效处理时快速评价Al-Li合金的晶间腐蚀敏感性具有可行性。     

析出相对铝基牺牲阳极组织及电化学性能的影响

基于化学成分调控制备了两种不同的Al-Zn-In系阳极。在表征了析出相成分、分布的基础上,研究了析出相对阳极电化学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)表征析出相、腐蚀形貌及腐蚀产物。在污水储罐水质环境中进行了电化学性能测试,温度为室温(20℃)。结果表明:Al-Zn-In-Mg-Ti的第二相为富In相,呈细小颗粒状分布,Al-Zn-In-Mg-Sn的第二相为InSn2相,呈球状分布;在两种阳极的晶界处都形成了Al4Fe第二相,呈层片状分布。Al-ZnIn-Mg-Ti、Al-Zn-In-Mg-Sn的电流效率分别为65%、74%。宏观上均为典型的局部腐蚀形貌,微观上均发生了以析出相溶解为主的晶间腐蚀。Al-Zn-In-Mg-Ti点蚀严重,有径向腐蚀发展趋势,以富In相的优先溶解机理为主;Al-Zn-In-Mg-Sn较均匀,纵向腐蚀较为明显,以InSn2相的溶解-再沉积机理为主。     

时效处理对铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的影响

对铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,研究了时效处理前后接头各区域的晶间腐蚀、剥蚀和电化学腐蚀行为。结果表明,接头经过时效处理后,焊缝晶界析出的T1(Al_2CuLi)相数量增加,并且形成了明显的晶界无沉淀带(Precipitate Free Zone,PFZ)。焊态下接头未出现晶间腐蚀,热影响区和母材区均出现了孔蚀;焊后时效处理增大了接头的晶间腐蚀倾向,热影响区同时发生了孔蚀和晶间腐蚀,母材区出现了严重的晶间腐蚀。焊态下焊缝和热影响区均具有优异的抗剥蚀能力,母材区对剥蚀的敏感性较高;焊后时效处理可提高接头母材区的抗剥蚀能力,但会增大热影响区的剥蚀敏感性。电化学腐蚀测试表明,与时效后的接头焊缝相比,焊态下焊缝的自腐蚀电位较高,腐蚀电流密度小,具有相对较好的耐蚀性。     

铝锂合金晶间腐蚀敏感性与时效阶段的相关性

研究了不含Zn及0.72%Zn微合金化的Al-3.7Cu-1.15Li-0.5Mg合金T6态时效(150及175℃)不同时间后的晶间腐蚀行为,建立了其腐蚀-时效进程状态图。结果表明,Zn微合金化铝锂合金晶间腐蚀敏感性略低于不含Zn微合金化的铝锂合金。随时效进程的发展,铝锂合金腐蚀类型变化规律为:孔蚀或局部晶间腐蚀(时效早期),全面晶间腐蚀(欠时效阶段),局部晶间腐蚀(近峰时效阶段),孔蚀(过时效阶段)。晶间腐蚀深度随时效时间延长呈先增加而后降低的规律。时效时间延长,一方面晶界析出相逐渐粗化并且呈不连续分布,另一方面晶内T1相及θ相析出,晶内电位降低,晶界及晶内电位差减小,从而导致上述腐蚀类型的变化。