2024Al晶间腐蚀的研究

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2024Al合金是可热处理强化的变形铝合金。它的塑性、断裂韧性、扩展性能和抗疲劳裂纹性能良好,被广泛应用在航空航天领域,但其耐蚀性能较差。本文选取2024Al合金为研究对象,通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱、晶间腐蚀实验、盐雾实验和全浸实验,研究了2024Al合金耐晶间腐蚀性能;采用光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(SEM)和X-射线能谱(EDS)分析显微组织成分和腐蚀形貌。本实验首先要确定2024Al合金的热处理工艺,使用X-射线能谱对热处理后的析出相进行表征。采用晶间腐蚀实验,观察2024Al合金三个面(轧制面、两个断面)的腐蚀形貌及测量每个面的腐蚀深度,确定晶粒的取向、大小对晶间腐蚀的影响。在全浸、盐雾实验中,进一步的研究不同热处理条件下的2024Al合金在腐蚀介质为氯化钠溶液中的耐蚀性能。本实验最主要的部分是测试2024Al合金在电化学工作站下的动电位极化曲线和电化学阻抗谱。为了更好的了解此合金的耐蚀性能,采用有氧和除氧的条件、腐蚀介质是质量分数为3.5%的NaCl溶液,测试2024Al合金三个截面的极化曲线和阻抗谱。通过测试图和软件Tafel拟合后的电化学参数进行动力学上的对比和分析。采用X-射线能谱(EDS)分析2024Al合金的时效析出相。结果表明:晶内产生粗大的析出相主要为AlCuFeMnSi相。研究了热处理对2024Al合金晶间腐蚀的影响。结果表明:在相同的腐蚀介质中无论是哪个面,固溶+空冷试样都是最易被腐蚀的,并出现了大量的晶间腐蚀。时效试样的最大腐蚀深度由深到浅为:过时效>欠时效>峰时效,并且试样的腐蚀模式为点蚀和局部均匀的晶间腐蚀。对不同热处理制度的2024Al合金进行了全浸实验。结果表明:不同热处理状态下,试样的腐蚀速率从小到大的顺序为:水淬<空冷<欠时效<峰时效<过时效,试样表面的腐蚀模式为晶间腐蚀和点蚀。对不同热处理制度的2024Al合金进行了盐雾实验。结果表明:在峰时效和轧制态的条件下,试样表面产生的晶间腐蚀倾向最为严重。对不同热处理制度的2024Al合金进行了电化学测试。结果表明:除氧2小时的试样均出现了明显的钝化区。无论是有氧还是除氧条件下,都是固溶+水淬的试样最耐腐蚀。其中,合金的三个面中L-ST面的耐蚀性是最好的。
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