铝合金晶间腐蚀测定方法(标准状态：被代替)

铝和铝合金的大气腐蚀机理优选稿

铝和铝合金的大气腐蚀机理

铝金属腐蚀报告

研究报告教学院：化工与材料工程学院班级：姓名：学号：

铝合金研究报告摘要铝合金的现今生活中有很大的用途，给我们带来了很多方便，此文通过对铝合金的基本性质（化学性质和物理性质）、铝合金的分类、铝合金的用途以及铝合金的防护等方面知识的介绍，系统的概括了铝合金的在我国工业产业中的重要地位。关键字：铝合金、铝合金分类、铝合金用途、铝合金防护

铝合金定义铝合金艺术栏杆以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。铝

铝合金应力腐蚀理论研究现状

经过一个多世纪的研究，对于引起SCC的机理学术界仍然存在分歧。目前被普遍接受的机理是氢致开裂和阳极溶解机理。 1、氢致开裂七十年代中期以来,较多实验表明,7×××系高强铝合金的SCC属于氢致开裂机理。该理论认为:(1)氢通过位错迁移到晶界,积聚在析出相附近,使晶界的结合强度大大降低,弱化晶界,造成沿晶断裂;(2)由于氢积聚在裂纹内,形成的氢气压促使合金断裂;(3)氢促进合金形变而致使断裂;(4)形成的氢化物促使合金断裂.目前提出的氢致开裂机理主要有如下理论: (a)氢压理论:当金属中存在过饱和H时,将在各种显微缺陷处结合成H2,室温是不可逆反应,即H2不会再分解成H.随着缺陷处H2浓度增加,氢压也增大.当氢压大于屈服强度时就会产生局部塑性变形,使表层鼓起,形成氢气泡. (b)弱键理论:金属中的氢降低原子键结合力,当局部应力集中等于原子键结合力时原子键破裂,微裂纹形核. (c)氢降低表面能理论:氢降低键合力的同时必然降低表面能,反之亦然.氢吸附在金属裂纹内表面,使表面能降低,导致裂纹失稳扩展所需的临界应力下降.由于没有考虑塑性变形功,故对金属材料不适用. (d)氢致开裂综合机理:此机理综合考虑了氢促进局部塑性变形、氢降低原子键合力以及氢压作用. 2、阳极溶解阳极溶解理论[7~9]认为阳极金属的不断溶解导致SCC裂纹的形核和扩展,造成合金结构的断裂.铝合金SCC的阳极溶解理论的主要观点如下: (1)阳极通道理论:腐蚀沿局部通道发生并产生裂纹,拉应力垂直于通道,在局部裂纹尖端上产生应力集中.铝合金中预先存在的阳极通道由晶界析出相与基体电位差引起,而应力则使裂纹张开暴露出新鲜表面.在此情形下,腐蚀沿晶界加速进行. (2)滑移溶解理论:发生SCC的铝合金表面氧化膜存在局部薄弱点,在应力作用下合金基体内部位错会沿滑移而产生移动,形成滑移阶梯.当滑移阶梯大、表面膜又不能随滑移阶梯的形成而发生相应变形时,膜就会破裂并裸露出新鲜表面,与腐蚀介质接触,发生快速阳极溶解. (3)膜破裂理论:腐蚀介质中金属表面存在保护膜,由于遭受应力或活性离子的作用而引起破裂,裸露的新鲜表面与其余表面膜构成小阳极大阴极的腐蚀电池,导致新鲜表面发生阳极溶解. 3、阳极溶解与氢致开裂共同作用阳极溶解与氢致开裂是两个不同的概念,单纯的阳极溶解可通过阴极保护进行预防,而对

晶间腐蚀

晶间腐蚀 1.沿着金属晶粒边界发生的选择性腐蚀，称为晶间腐蚀(lntergranular Corrosion)；锈钢、形式，发生在金属晶体的边缘上形式，发生在金属晶体的边缓得很松弛，机械强度大大降低。经过晶腐蚀的金属表面，外表看上去好像还如很完整，但因失去了机械强度，所以稍加轻轻敲击，便会碎成细粒。晶间腐蚀由于肉眼无法看出，常常成设备及重要构件突然破坏，危害性极大。例如，不锈钢、镍基合金、铝合金、镁合金等都存在腐蚀问题。航空零件上采用的高强度铝合金镀硬铬，尤其是含铜量高的铝合金，如果热处理未处理好，就有可能在晶粒边缘连续地析出CuAl2的硬化相颗。粒，这样晶粒近旁的含铜量就比晶粒内部的含铜量少，结果晶粒边界附近就成为阳极，为阴极，在一定的腐蚀条件下，腐蚀微电池产生，界腐蚀就发生了。此外锌、锡、铝等金，也会发生晶间腐蚀。 2.另一种晶间腐蚀现象就是穿晶腐蚀或称为腐蚀破坏。其腐蚀的破坏形式是沿最大张应力线发生的，可穿透晶体，所以被称为穿晶腐蚀。例如，金属在周期交变载荷下的腐蚀及在)。例如，金属在周期交变载荷的属性）：成开裂，通常称为腐蚀裂要开。这类腐蚀是经常发生的，尤其是合金材料，由于不同金属元素，它们之间审代取真，濟窿。旨油韵胖解呀队等因素，这种腐蚀便会加速，直至腐蚀裂开。 3.黄铜的脱锌所形成的开裂称为季裂（Season ：应力Cracking)，也就是指黄铜的缉分之中去，造成铜组分富集在合金盼表面上，这蚀实属晶间腐蚀，当有应力存在时，便造成开裂实际生产中，也经常发现rosion )

现象，就是金属腐蚀后于晶间腐蚀的一种特殊形多与穿晶腐蚀相似，多数发生在高粥例如，机翼的上淳窝结构等多冠妄三劣情况下，使该部位凳纹的侧墜金产生剥蚀腐蚀。 4.另外，还有空穴腐蚀( Cavitation Corrosinn竽生物腐蚀( Microbiological CorroSion)【电镀设备厂】https://www.360docs.net/doc/5812982948.html,属的晶格同样存在着影响，紲严，与所受的介质条件有密切关系：很危险，必须引起重视。形成晶间腐蚀的因素很多，首先料的特性和耐蚀性，以及材不锈钢的晶间腐蚀现腐蚀最有害的元舅出，就可以防止晶间腐蚀。莠都钢的碳的质量分数降低到0. 03%以下。 5.同样，对于高强度铝合金中含铜星对高强度钢中含镍量的控蚀的一种措施。在机械加工、焊差中，也会引起晶间腐蚀在不锈钢焊接时，由于热的影响（焊缝附近处于热影响区温度范围内），也会引起对晶间腐蚀的敏感性，一旦在腐蚀介质的作用下，焊缝附近就很容生晶间腐蚀。这种现象通常也叫做焊接劣化。此外，超高强度等，也腐蚀倾向性。因此，必须设法消除应力，高强度合应力腐蚀裂纹是引起结构破坏的一个主要原因。

飞机铝合金零件腐蚀机理与防护

据统计，铝和铝合金要占一架飞机总重量的70%，而飞机的结构件大部分是由铝合金材料构成。铝合金构件的损伤形式有多种，如疲劳断裂、裂纹、变形、磨损等，其中腐蚀是最常见的损伤形式之一。由于腐蚀造成的事故占飞机全部损伤事故的20%，这个问题在老龄飞机上变现的尤为突出。由于腐蚀问题的存在，往往缩短飞机结构件的使用寿命，甚至还危及飞行安全。如1988年Aloha航空公司的波音737飞机发生空中事故，经过事故调查后认为：由于机身增压舱纵向蒙皮搭接接头处一排铆钉孔，在服役的热带海洋环境和循环增压载荷作用下，引起了不可检测的多条腐蚀疲劳裂纹，从而引起事故。因此，腐蚀问题不容忽视，这就需要我们在航空维修过程中加强检查与控制。飞机结构件的腐蚀是飞机在使用环境中随着时间推移而发生的化学累积性损伤。作为电化学反应，必须同时具备三个条件才能发生，即活性金属、腐蚀环境（介质）和导电通路。同时，它又作为与时间有关的损伤，需要一定时间的累积才能发生，并且要求在一定的损失范围之内就进行维护和修理。一般民航和军航的飞机维修规定：腐蚀损失深度不超过蒙皮厚度的10%。腐蚀的种类很多，通过对飞机铝合金材料构件腐蚀情况的统计和分析得知，点蚀、剥蚀缝隙腐蚀这三类是腐蚀的主要表现形式。其中，点蚀改变飞机结构的应力分布，引起局部应力集中，从而形成腐蚀疲劳裂纹；剥蚀和缝隙腐蚀使蒙皮、桁条等构件的厚度减薄，大大降低材料的强度，增大应力，最终导致构件裂纹，甚至断裂。在飞机结构修理中，构件中存在应力腐蚀裂纹是一个常遇到的实

际问题。例如，1L-18飞机上翼面处的大量B94铝合金铆钉产生了应力腐蚀裂纹。应力腐蚀裂纹通常都很小，宽度较窄，没有引起人们注意的特征，又因常被腐蚀产物覆盖，所以很难发现，有时需要采用无损探伤技术进行检查。构件发生应力腐蚀断裂时，常常是在事先没有明显预兆的情况下突然发生，因此对飞机的飞行安全危害较大。一般来说，腐蚀坑洞是应力腐蚀裂纹的主要萌生源。通常情况下，存在应力腐蚀裂纹构件的表面，常有不同程度的腐蚀痕迹。当然，由交变应力引起的疲劳裂纹以及焊接裂纹、热处理裂纹也可转化为应力腐蚀裂纹。应力腐蚀裂纹具有较多的二次裂纹，这种现象在铝合金、镁合金、高强度钢及钛合金中都可看到。主裂纹的扩展方向垂直于最大正应力的方向。从宏观看应力腐蚀断裂的断口一般有三个区：1.开裂源区。该区的断口腐蚀较为严重，开裂源的根部往往有蚀坑。2.应力腐蚀裂纹的扩展区。这是应力腐蚀裂纹缓慢扩展过程中所形成区域，；裂纹扩展过程是材料的组织与应力及介质相互作用的过程。从宏观上来看，这个过程的特性是呈脆性的，即使是具有高塑形的Cr-Ni奥氏体不锈钢也如此。由于裂纹是沿着材料的某一结晶学方向（如解理面），所以断口的粗糙不平的。而这种不平度是随着材料的组织与晶粒度而变化的。由于腐蚀产物的存在，在应力腐蚀断口上，可以明显看到，裂纹缓慢扩展区和因为构件的有效载面不能承受静应力而断裂的区域是截然不同的。3.最后一个区域就是快速拉断或撕裂区。从应力腐蚀开裂的方式来看，它的微观开裂途径通常有三种类型，即穿晶型、沿晶型和混合型。一般说来，应力腐蚀的微观开裂途径与材料的晶体结

铝合金应力腐蚀开裂ASTM G139(中文翻译版)

用断裂负荷法测定热处理铝合金制品抗应力腐蚀开裂性的标准试验方法（等同采用ASTM G139-05(R2011)）（中文翻译版）编制: 日期: 审核: 日期: 批准: 日期: 修订历史修订序号对应的条号修订内容修改人批准人日期

1. 目的Purpose 本标准试验方法涵盖了通过断裂荷载试验方法评估抗应力腐蚀开裂（SCC）性的程序，该方法使用剩余强度作为损伤演化（在这种情况下为环境辅助开裂）的测量方法。包括试样类型和复制、试验环境、应力水平、暴露时间、最终强度测定和原始残余强度数据的统计分析。 2. 范围Scope 本标准试验方法适用于热处理铝合金，即2XXX合金和7XXX，含1.2%至3.0%铜，且试样的取向与晶粒结构相关，横向较短。然而，用于分析数据的残余强度测量和统计数据并非针对可热处理铝合金，可用于其他试样取向和不同类型的材料。 3. 职责Responsibility 程序执行：实验室授权制样人员程序监督：实验室技术负责人及相关责任人 4. 原理Principle 4.1本试验方法描述了使用暴露于腐蚀环境后的残余强度评估热处理铝合金产品形式（如板材、板材、挤压件、锻件和棒材）的应力腐蚀开裂敏感性的程序。这些产品通常在板材的长横方向、板材、挤压件和锻件的短横方向以及棒材和棒材的横方向上最易发生应力腐蚀开裂。在本试验中，根据规程G49制备的拉伸钢筋或直接拉伸板试样暴露于3.5重量%的氯化钠水溶液（规程G44）中，在其失效前移除，并进行拉伸试验，以确定已发生的腐蚀损伤量。然后计算平均剩余强度，并使用Box-Cox变换对结果进行统计分析。 4.2该程序要求暴露无应力试样，用于排除点蚀、晶间腐蚀和一般腐蚀的影响。这些现象会降低残余强度，但不

铝合金防护

许多局部腐蚀引起的事故，如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果，在一定程度上威胁着人类的生存与发展，所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为重要。 1.2 铝合金及其腐蚀机理铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样，也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下，铝合金表面容易形成一层厚约 4 nm 的自然氧化膜，但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。为了解决上述问题，有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言，金属在满足以下 5 个基本条件下就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。铝合金的腐蚀电化学反应为：Al A l3++ 3e( 1) O2 + 2H20 + 4 e 4 0H (中性/碱性) (2) + 2H + 2 e H 2（g）(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀，有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应，与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点，使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少，从而阻挡水、

铝合金的腐蚀与防护

一．引言 1.1金属防腐蚀的重要意义金属材料是现代最重要的工程材料，人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏，其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域，而且随着经济建设和科学技术的发展，腐蚀的危害越来越严重，对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有1/10被腐蚀破坏，相当于每年约有1/10 的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而1/10 被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查，1975年美国因腐蚀造成的损失高达700亿美元，即当年国民经济总产值(GNP)的4.2%;《光明日报》1999年1月20日报道，1997年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800亿人民币。以上所说仅就经济损失而言，在有些领域，尤其在化学工业、石油化工、原子能等工业中，由于金属材料腐蚀造成的跑、冒、滴、漏，不仅造成大量的、宝贵而有限的资源与能源的严重浪费，还能使许多有害物质甚至放射性物质泄漏而污染环境，危害人民的健康，有的甚至会长期造成严重的后果；而由于金属腐蚀所造成的灾难性事故严重地威胁着人们的生命安全；许多局部腐蚀引起的事故，如氧脆和应力腐蚀断裂这一类的失效事故，往往会引起爆炸、火灾等灾难性恶果，在一定程度上威胁着人类的生存与发展，所以对于金属腐蚀问题的研究显得尤为重要。 1.2铝合金及其腐蚀机理铝合金是近代发展起来的一类重要的金属材料。铝合金具有强度高、密度小、导电导热性强、力学性能优异、可加工性好等优点而广泛应用于化学工业、航空航天工业、汽车制造业、食品工业、电子、仪器仪表业以及海洋船舶工业等领域。但是铝合金与其他金属一样，也面临着严重的腐蚀问题。虽然在自然条件下，铝合金表面容易形成一层厚约4 nm 的自然氧化膜，但是这层膜多孔、不均匀且抗蚀性差，难以抵抗恶劣环境的腐蚀的。为了解决上述问题，有必要对铝合金的腐蚀机理有所了解。一般而言，金属在满足以下5个基本条件下就会受到腐蚀:(1)阳极;(2)阴极;(3)阴一阳之间存在着连续接触;(4)电解质溶液;(5)阴极反应物(如氧气、水或氢气)。铝合金的腐蚀电化学反应为： Al 3++ 3e-( 1) O2 + 2H20 + 4 e - -(中性/碱性) (2) 2H ++ 2 e-H 2（g）(酸性) (3) 由于原电池作用加速了铝腐蚀，有机或无机阻隔层和钝化剂可避免合金与电解质接触而发生阴极反应，与此同时也抑制腐蚀电子向金属界面的传导;另外钝化剂(如铬酸盐)形成的不溶性氧化物沉积在受腐点，使活性腐蚀点(如晶界、晶族、凹坑、沉淀析出处)减少，从而阻挡水、氧或电解质的进一步渗透，降低腐蚀速率。

ZL101铝合金应力腐蚀特性研究_李晨

第32卷第3期 2011年9月　力　学　季　刊 CHINESE QUART E RLY OF MECHANIC S Vol.32No.3 　Sep.2011 ZL101铝合金应力腐蚀特性研究李　晨,孟祥琦,刘　畅,许金泉 (上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院工程力学系,上海200240) 摘要:研究了初始应力对于ZL101铝合金应力腐蚀的影响。采用自制载荷传感器确定试样加载线上的载荷从而确定其应力强度因子。通过ZL101铝合金在腐蚀溶液中的应力腐蚀实验,测定了不同应力状态下的起裂时间,分析了初始应力与起裂时间的关系。结果表明:ZL101铝合金在拉伸状态下的腐蚀裂纹扩展比较剧烈,而压缩状态下的裂纹扩展比较缓慢平稳。压缩应力状态下的起裂时间比拉伸应力状态下的要长,拉伸状态下材料对于应力腐蚀更为敏感。收稿日期:2011-01-11 作者简介:李晨(1986-),男,上海人,硕士研究生.研究方向:金属应力腐蚀与腐蚀疲劳. 关键词:铸造铝合金;ZL101;应力腐蚀中图分类号:O346.4 文献标识码:A 文章编号:0254-0053(2011)03-338-05 Research on Stress Corrosion Cracking of ZL101Alumin um Alloy LI Chen,MENG Xiang-qi,LIU Chang,XU Jin-quan (School of Naval Architecture,Ocean and Civil Engineering,S hanghai Jiaoto ng University,Shanghai200240,China) Abstract:The influence of initial stress on stress corrosion cracking of ZL101aluminum alloy was re-searched.The force of specimen loading line was measured by self-made loading sensors which could re-present the stress intensity factor.The stress corrosion cracking time at different stress state was tested and the relation between initial stress and cracking time was analyzed through stress corrosion cracking tests of ZL101.The results indicate that the crack growth is severe under tension stress and it is slow and gentle under pressure stress.The cracking time under pressure stress is later than which under tension stress and it is more sensitive to stress corrosion under tension stress. Key words:cast aluminum alloy;ZL101;stress corrosion ZL101铝合金具有良好的铸造性能、可热处理强化性能、流动性好、热裂倾向低等优点,成为汽车、航空领域广泛应用的Al-Si系铸造铝合金。近年来,关于铝合金成分、组织与性能之间的关系做了大量研究,以提高铝合金的力学性能[1～4],但对于ZL101铝合金抗腐蚀性能研究较少。有研究表明,ZL101铝合金腐蚀的主要原因是共晶硅沿晶界分布,共晶硅和基体之间存在电位差,形成大阳极小阴极的腐蚀电池,基体作为阳极被腐蚀。晶界腐蚀敏感性低,但是内应力或杂质偏聚会增加晶间腐蚀敏感性,增大晶间腐蚀级别。另外,ZL101铝合金在3.5%NaCl水溶液中应力腐蚀敏感性较高,其应力腐蚀强度因子K1SC C=8.45MPa·m1/2。应力腐蚀开裂时阳极溶解和机械损伤共同作用的结果,以阳极溶解为主,其断口为穿晶脆断形貌[5,6]。本文为了研究初始应力对ZL101铝合金应力腐蚀的影响,对不同初始应力状态下的试样进行应力腐蚀试验。在GB/T15970的基础上使用自制的螺栓传感器测量试样所受载荷。确定腐蚀溶液对ZL101铝合金破坏行为的影响,包括缺口处的起裂时间和开裂过程。试验结束后用扫描电镜观察断口形貌。 D OI:10.15959/https://www.360docs.net/doc/5812982948.html, ki.0254-0053.2011.03.003

铝合金腐蚀

铝合金腐蚀 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

摘要金属材料是现代最重要的工程材料，人类社会的文明和发展与金属材料的使用、发展与进步有着极为密切的联系。但是金属材料及其制品会受到各种不同形式的损坏，其中最重要、最常见的损坏形式腐蚀。铝是一种活泼金属，极容易和空气中的氧气起化应生成氧化铝。氧化铝在铝制器皿表面结一层灰色致密的极薄的（约十万分之一厘米厚）薄膜，这层薄膜十分坚固，它能使里力的金属和外界完全隔开。从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应，一旦氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉，则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。所以铝制器皿不能用碱性溶液或酸性溶液洗刷，也不能用铝制器皿盛放纯碱、洗衣粉或食醋等物质。关键词：铝合金、腐蚀、表面处理、防腐涂料 1 引言铝防腐蚀的重要意义金属腐蚀问题存在于国民经济的各个领域，而且随着经济建设和科学技术的发展，腐蚀的危害越来越严重，对于国民经济的发展的制约作用越来越突出。使得腐蚀科学在国民经济中所处的地位越来越重要。据统计，人们每年冶炼出来的金属约有1/10被腐蚀破坏，相当于每年约有1/10?的冶炼厂因腐蚀的存在而做了无用功；而1/10?被腐蚀破坏的金属所殃及的金属制品的破坏，其损失要远远大于金属本身的价值。据美国国家标准局(NBS)调查，1975年美国因腐蚀造成的损

失高达700亿美元，即当年国民经济总产值(GNP)的%;《光明日报》1999年1月20日报道，1997年因腐蚀给我国国民经济带来的损失高达2800亿人民币。 2 铝的主要腐蚀形式和腐蚀机理铝的腐蚀形式铝的主要腐蚀形式有点腐蚀、均匀腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂。点腐蚀点腐蚀：点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件，如有腐蚀介质（CL-、F-等）、促进反应的物质（CU2+、ZN2+等），既促进又足以维持腐蚀的继续进行。均匀腐蚀均匀腐蚀：铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。溶液温度升高，溶液浓度增大，促进铝的腐蚀。缝隙腐蚀缝隙腐蚀：缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。金属部件在电解溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态，使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。晶间腐蚀晶间腐蚀：是在金属界处发生局部腐蚀的现象。就电化学的观点来看，由于材料的晶粒为阴极，而晶界一般为阳极，因此在均匀腐蚀的情况下，晶界处的腐蚀性仍稍大于晶粒处，如果在特殊情况下，材料的晶界抗蚀元素又相对减

晶间腐蚀

不锈钢产品晶间腐蚀的危害和防止措施自然界的腐蚀无处不在，腐蚀给人类带来的危害和损失远远的超过了火灾、水灾和地震等自然灾害的总合，它可以在不知不觉中毁掉你能看到的东西，腐蚀造成损失是非常巨大的，而由于腐蚀引起的突发恶性事故，不仅仅带来巨大经济损失，而往往会引发火灾、中毒、爆炸、人身伤亡等灾祸，造成严重的社会后果，应引起我们的高度重视。据资料统计在石油化工设备腐蚀失效设备中，我国每年因金属腐蚀造成的损失至少200亿，晶间腐蚀占了9%左右。 1.晶间腐蚀的特征：晶间腐蚀与一般的腐蚀不同，它不是从金属外表面开始，而是集中发生在金属的晶界区，沿着金属晶界向内部扩展。这种腐蚀使得金属在外表面看不出任何迹象的情况下，完全丧失其力学性能，危害极大。已晶间腐蚀的不锈钢产品，表面看起来还是很光亮的，但是内部已经损坏，严重时已失去金属的声音，在外表面轻轻的敲击就会破碎成细粒。用显微镜观察，发现晶界已成网状，晶界区因腐蚀已造破坏，这时晶粒已接近分离状态，稍受外力作用即发生晶界断裂，成为粉末，造成设备破坏和人员伤亡。晶间腐蚀隐蔽性强是突发事故，危害巨大。 2.晶间腐蚀原因： 2.1介质：引起A氏体不锈钢晶间腐蚀的介质主要酸性介质，如工业醋酸、硫酸、硝酸、草酸、盐酸等，在强氧化性介质中，随着不锈钢中Cr含量的减少，出现晶界贫Cr,因此晶界的腐蚀速度远远大于晶粒本体的腐蚀速度。 2.2不锈钢是否产生晶间腐蚀以及腐蚀的程度取决于产品的受热过程，不锈钢在450°C~850°C范围内加热，有产生晶间腐蚀的倾向，其中在650°C~750°C范围内加热对晶间腐蚀最为敏感，此温度称为“敏化温度”，在敏化温度下产生的晶间腐蚀倾向的时间最短，加热时间越长，晶间腐蚀的倾向越大。 2.3晶界合金元素的贫Cr化是产生晶间腐蚀的主要原因，不锈钢在450°C~850°C范围内，Cr的碳化物主要在晶间析出，这种碳化物中Cr的含量远高于基体中的含Cr量，势必引起临近区域Cr的集聚和扩散，从而形成贫Cr区（Cr<12%），贫Cr区不能抵抗某些介质的腐蚀，就形成晶间腐蚀。2.4钢种的含碳量越高，碳向晶界扩散的倾向越大，晶间腐蚀的倾向就越大，

铝和铝合金的大气腐蚀机理

铝和铝合金的大气腐蚀机理标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

1铝和铝合金的大气腐蚀机理铝和铝合金的表面氧化膜是铝合金具有耐大气腐蚀性的主要原因.铝的氧化膜(γ- Al 2O 3 )在室温的大气中就可以生成,而且非常迅速和致密,厚度为25~30?.也就是说,氧化膜在大气环境中具有自修复功能.若有水存在或者暴露在大气中几个月以后,最初形成的γ- Al 2O 3 的外层转变为一薄层γ-AlOOH.然后,在γ-AlOOH上又会覆盖上一层Al(OH) 3 (也可写成Al 2O 3 ·3H 2 O).从铝-水体系的电位-pH图可知,Al(OH) 3 在较大的pH范围内都会保持稳定.Al(OH) 3从pH=4开始溶解;当pH=2.4时,认为Al(OH) 3 会完全溶解(事实上,即使pH=2.0 时,铝表面的腐蚀类型仍然是孔蚀.).大部分的降雨、差不多所有的雾、表面蒸发浓缩的液层和铝表面小孔内的电解质都会使铝处于腐蚀状态.环境因素对铝的大气腐蚀的影响和其它金属相似,与环境大气的相对湿度、温度、大气中SO 2 的浓度、Cl-的含量以及降水的数量、酸度相关性较大,同时也受到O 3,NO x 及CO 2 等污染组分的轻微影响.大气污染物通过干湿沉降,使得金属表面存在着和大气中同样丰富的化学组分.暴露在大气中的铝合金表面可分为三层:铝合金及其氧化膜、腐蚀产物层和大气污染物形成的污染层或薄液膜.根据大气化学组分对铝和铝合金化学、电化学反应的不同及形成的腐蚀产物的性质不同,存在着不同的腐蚀机制. １.氯离子的存在是引起铝和铝合金大气腐蚀的重要原因.由于铝的氯化物具有可溶性,在户外暴露的铝表面上并没有大量的氯化物层存在,只有少量的氯离子进入到腐蚀产物层.Cl-通过竟争吸附,逐渐取代Al(OH) 3表面上的OH-生成AlCl 3 ,如方程式(1)~(3)所示: Al(OH) 3+Cl-→Al(OH) 2 Cl+OH- (1) Al(OH) 2Cl+Cl-→Al(OH)Cl 2 +OH- (2) Al(OH)Cl 2+Cl-→AlCl 3 +OH- (3)

2014铝合金晶间腐蚀的探究

2014铝合金晶间腐蚀的探究摘要本实验着重研究NaOH溶液在去除2014铝合金试样表面Al2O3过程中，对试样晶间腐蚀的影响。NaOH溶液既能与Al2O3反应，也可以与铝反应，当用NaOH溶液清洗试样时间过长时，试样表面的铝过多的与NaOH溶液反应，使试样表面凹凸不平，造成损伤，表面缺陷增多，从而加重试样晶间腐蚀程度。故在研究2014铝合金晶间腐蚀试验中应减少NaOH溶液清洗的时间。关键词 2014铝合金；NaOH溶液；晶间腐蚀中图分类号：TG292 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0070-01 2014铝合金属于Al-Cu-Mg-Si系铝合金，2014铝合金属于高强度的铝合金，它具有较高的强度以及硬度，还具有较好的塑性和韧性。因而广泛应用于航空航天领域，近几年也广泛用在高铁的事业上。但是2014铝合金热处理后会出现不同程度的晶间腐蚀，大大限制了2014铝合金的应用。所以研究2014铝合金的晶间腐蚀将会有非常大的工程意义。 1 实验假设和实验目的本实验着重研究NaOH溶液在去除2014铝合金试样表面Al2O3过程中，对试样晶间腐蚀的影响。在进行铝合金晶间腐蚀实验中，第一步需要用NaOH溶液去除试样表面的

Al2O3，以去除腐蚀过程中Al2O3对基体的保护作用。但是NaOH溶液既可以与表面的Al2O3反应，2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+HO2；也可以与基体的铝反应，2NaOH+2Al+2HO2==2NaAlO2+3H2。所以试样在NaOH溶液中清洗的时间是一个需要研究的课题，清洗时间过长也许会使试样表面的铝过多的与NaOH溶液反应，使试样表面凹凸不平，造成损伤，表面缺陷增多，从而加重试样晶间腐蚀程度。因此，我们进行了NaOH溶液清洗2014铝合金时间长短不同对晶间腐蚀程度的影响实验，以验证我们的假设。 2 实验器材和方法 2.1 实验装置和试剂装置：金相显微镜，抛光机，恒温设备。试剂：10%的NaOH溶液，6.5%的HNO3溶液，10%的NaCl 溶液。 2.2 实验材料本实验用到的是2014铝合金轧制板材，其化学成分见表1。我们将购买的板材切割成若干个小块，小试样的形状为母指大小的长方体，然后进行表面细磨和抛光，备用。 2.3 实验方法我们先对小试样进行了热处理，经过热处理后的试样会沿晶界产生析出物，其抗晶间腐蚀性能会下降，试样容易沿着晶界腐蚀进去。热处理的工艺为：505℃*80 min固溶处

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铝和铝合金的大气腐蚀机理集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]

1铝和铝合金的大气腐蚀机理铝和铝合金的表面氧化膜是铝合金具有耐大气腐蚀性的主要原因.铝的氧化膜(γ-Al 2O 3 )在室温的大气中就可以生成,而且非常迅速和致密,厚度为25~30.也就是说,氧化膜在大气环境中具有自修复功能.若有水存在或者暴露在大气中几个月以后,最初形成的γ-Al 2O 3 的外层转变为一薄层 γ-AlOOH.然后,在γ-AlOOH上又会覆盖上一层Al(OH) 3(也可写成Al 2 O 3 ·3H 2 O).从铝-水体系的电位-pH图可知,Al(OH) 3在较大的pH范围内都会保持稳定.Al(OH) 3 从pH=4开始溶解;当pH=2.4时, 认为Al(OH) 3 会完全溶解(事实上,即使pH=2.0时,铝表面的腐蚀类型仍然是孔蚀.).大部分的降雨、差不多所有的雾、表面蒸发浓缩的液层和铝表面小孔内的电解质都会使铝处于腐蚀状态.环境因素对铝的大气腐蚀的影响和其它金属相似,与环境大气的相对湿度、温度、大气中SO 2 的浓度、 Cl-的含量以及降水的数量、酸度相关性较大,同时也受到O 3,NO x 及CO 2 等污染组分的轻微影响.大气污染物通过干湿沉降,使得金属表面存在着和大气中同样丰富的化学组分.暴露在大气中的铝合金表面可分为三层:铝合金及其氧化膜、腐蚀产物层和大气污染物形成的污染层或薄液膜.根据大气化学组分对铝和铝合金化学、电化学反应的不同及形成的腐蚀产物的性质不同,存在着不同的腐蚀机制. １.氯离子的存在是引起铝和铝合金大气腐蚀的重要原因.由于铝的氯化物具有可溶性,在户外暴露的铝表面上并没有大量的氯化物层存在,只有少量的氯离子进入到腐蚀产物层.Cl-通过竟争吸附, 逐渐取代Al(OH) 3表面上的OH-生成AlCl 3 ,如方程式(1)~(3)所示: Al(OH) 3+Cl-→Al(OH) 2 Cl+OH-(1) Al(OH) 2Cl+Cl-→Al(OH)Cl 2 +OH-(2) Al(OH)Cl 2+Cl-→AlCl 3 +OH-(3) ２.空气中的CO 2能有效地阻碍NaCl引发的铝的大气腐蚀.铝在不含CO 2 潮湿空气中的腐蚀速率,和在正常CO 2水平的空气中的腐蚀速率相比,约是后者的20倍.有人认为,CO 2 中和了在铝表面阴极区氧还原产生的氢氧根离子,降低了液层pH值,从而使得铝的溶解速率下降. ３.一般认为:O 3是潜在的加速剂,通过氧化H 2 S、SO 2 和NO x 而影响金属的大气腐蚀.O 3 还能够通过自身的去极化反应,引起铝腐蚀.实验表明,铝暴露在不同大气污染物(10ppm的SO 2,NO x ,O 3 ,取样大气) 的气体(25e和98%相对湿度)四个星期以后,O 3引起的腐蚀失重最大,其次是SO 2 ,NO 2 ,取样大气,NO. 氧化膜的完整性及成分还受到铝合金的化学组分和微观结构的影响.为了提高铝合金的力学性能,往往要加入一些合金元素,并进行一定的热处理(固溶、淬火、时效等).一些杂质元素如Fe、 Mn、Si也常以FeAl 3、AAlMnSi、SiO 2 等形式出现在铝合金当中.这些合金元素对铝合金微观结构

铝合金具体腐蚀

序号腐蚀环境腐蚀方法结果（腐蚀电位 /V）文献 LF6M 海水腐蚀（平均温度13.6℃，溶解氧浓度5.6ml，盐度32‰，， pH8.2,海水平流速度0.1m／s 三个样品的平行试验。以三个平行样品的腐蚀电位平均值作为材料的腐蚀电位，以腐蚀一天的腐蚀电位值作为初始电位，电流趋于稳定的时间作为稳定时间，稳定后平行样品的腐蚀电位平均值作为材料稳定腐蚀电位，趋于稳定后腐蚀电位变化范围称为稳定电位范围 -0.80~-0.85 黄桂祥，铝合金在海水中的耐蚀性， LF21M -0.69~-0.76 LF2Y2 -0.67~-0.72 180YS -0.84~-0.94 L4M -0.68~-0.71 LD2CS -0.68~-0.70 LC4CS -0.66~-0.69 L Y12CZ -0.61~-0.63 Cu-Zn-Al -Ni-As-B NaCl(3.5%)溶液制样，测量抛光后的样品的表面积，然后依次用蒸馏水、丙酮、酒精清洗后干燥称量。将样品全浸入腐蚀液并静置腐蚀30d。采用是SI1287电化学工作站测量实验黄铜在NaCl(3.5%) 溶液中的极化曲线 -0.2638 含稀土HAl77-2 铝黄铜的腐蚀行为中国有色金属学报2007年第8期程建奕李周唐宁汪明朴曹建国赵学龙杨天足 Cu-Zn-Al -Ni-B-Ce -0.3456 Cu-Zn-Al -Ni-As-B- Ce -0.2964 Ti2448 PBS溶液（NaCl 8.0g,KCl0.2g,Na 2HPO4?12H2O 2.9g，KH2PO4 0.2g，蒸馏水1L，用HCl和NaOH 溶液将pH调节为7.4），电解质自然充气，保持实验温度为 37℃采用2273型恒电位仪（EG&G PAR）测定试样电化学腐蚀性能，极化曲线测量以0.667mV/s的扫描速率从 -1.0V（vs OCP）到3.0V（vs OCP） -0.452 磷酸盐缓冲溶液中 Ti-24Nb-4Zr-8 Sn合金的电化学腐蚀行为白芸李述军郝玉琳杨锐郭正晓中国有色金属学报2010年第 z1期(下册) CP Ti -0.533 TC4 -0.597

提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见

提高和稳定铸造铝合金耐腐蚀性的几点意见 (l)掌握金属元素的性质和作用以及适宜的加人量、使用方法,在铝合金中加人有益于提高耐腐蚀性的元素,如Si、Mg、Mn等是获取耐腐蚀合金的一条重要途径。比如,Al一Mg、Al一Si、Al一Si一Cu一Mn一Mg等系合金均具有较好的耐腐蚀性。这方面已有许多成熟的方法,此不再赘述。 (2)微量元素和杂质对合金耐腐蚀性的影响,严控有害元素或杂质的进入或抑制其作用,充分发挥有益元素或杂质提高合金耐腐蚀性。为满足适宜的使用性能和铸造性能,在熔炼铝合金时除添加一定的主要金属元素外,还需添加一些微量元素如Re、Na、Sr、P、Mn、Ca、Ni、Ti、Cr、Zn等。原辅材料及合金熔炼过程中不可避免地带人某些微量元素和杂质,给铸造铝合金的耐腐蚀性带来不可忽视的影响。如图la、图lb,两个试样同属ZL104,在同样的条件下,腐蚀同样时间,图1a未经过精炼、净化,杂质含量高(4一5级),图lb已经精炼、净化,杂质含量低(1级)。图1a 图1b 由图看出,前者受腐蚀程度较后者严重得多。一是因为其进人合金的途径随机性大;二是含量低,即使用原子吸收光谱也不易测定。如图2为同炉样件做Na变质衰退实验,无锡、上海两地原子光谱分析结果相差较大,而S:的分析结果较相近,符合实际。正因此,合金材料标准中也没有其技术参数。但它们残留在合金中,有的成为杂质直接降低合金的耐腐蚀性,如Pb、Sn、Bi等;有的损害有益元素或杂质强化合金耐腐蚀性或其它使用性能,如P对Sr、Ca对Sr、CL对Na等均有反作用等。因此,如何控制这些微量元素或杂质,尽量去除或抑制其有害于合金耐腐蚀性的一面,又充分发挥其有益一面,是我们铸造工作者需要认真对待的课题。图2a 图2b 铸造铝合金耐蚀性直接影响其开发应用 (l)在铝合金中加人适量的有利于提高耐蚀性的元素如Si、Mg、Mn等,是获得耐蚀铸造铝合金的一条重要途径。 (2)熔炼工艺规范化。在熔炼铸造铝合金过程中,适时、适量加人某些有益于提高合金耐蚀性的微量元素或杂质对其进行适宜的精炼、净化、变质、细化处理,以获得优质合金液,可提高铸造铝合金耐蚀性。 (3)铸件表面的清净及其适宜的处理仍是提高其耐蚀性的有效措施。

影响铝合金应力腐蚀的主要因素

影响铝合金应力腐蚀的主要因素核心提示：金属材料产生SCC需具备三个条件:(1)材料对SCC敏感;(2)在特定的腐蚀环境中服役(对铝合金而言,在盐水介质或腐蚀气氛中);(3)受到拉应金属材料产生SCC需具备三个条件:(1)材料对SCC敏感;(2)在特定的腐蚀环境中服役(对铝合金而言,在盐水介质或腐蚀气氛中);(3)受到拉应力.影响铝合金应力腐蚀的因素主要有环境因素、冶金因素和应力因素.三者之间相互联系和相互影响。 1、环境因素影响铝合金应力腐蚀的环境因素主要有:离子种类、离子浓度、溶液pH值、氧气及其它气体、缓蚀剂、环境温度、环境压力等。在研究了在不同大气环境中2A12和7A04两种铝合金的应力腐蚀情况,发现铝合金在不同环境中应力腐蚀敏感性不同,在海洋环境中较为敏感.海洋环境中含有大量盐分,Cl-会穿过铝合金表面的保护膜进入内部,对其产生腐蚀。实验表明,当HNO3溶液的质量浓度在20%~40%之间时,铝合金的腐蚀加剧,在浓度为35%左右时铝合金腐蚀速率达到最高点。而在浓HNO3溶液中,铝合金的应力腐蚀并不明显,出现这种现象的原因是由于在铝合金表面形成了一层致密的氧化膜,阻止了HNO3的进一步腐蚀。 2、冶金因素冶金因素主要包括铸造方式、加工方式和热处金应力腐蚀的影响,发现阴极极化使铝合金应力腐蚀敏感性增大,摩擦搅拌焊接的应力腐蚀敏感性比熔焊的低。一般认为经适当处理的6061-T6和3004铝合金不会出现SCC。冶金因素的不同改变了铝合金表面膜的类型,并造成铝合金内部组织的不同和晶体结构的变化,从而影响了铝合金的电化学行为和力学行为,导致铝合金应力腐蚀敏感性不同。 3、应力因素应力因素主要包括载荷类型、载荷大小、加载方向、加载速度等.就SCC而言,应力方向必须与晶界相垂直,以便能够使其分离.产生应力腐蚀的关键因素之一就是要有应力作用。而不同的应力作用会产生不同的效果,交变应力和环境共同作用产生腐蚀疲劳,它和固定应力产生的应力腐蚀破裂通常有明显区别.通常腐蚀疲劳比应力腐蚀产生的后果更严重.此外,加载速度的不同也会影响铝合金应力腐蚀的敏感性。