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

少，晶间腐蚀的现象就会发生。AL-CU-MG、AL-ZN-MG系铝合金有晶间腐蚀的倾向。

应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂（SCC）：铝合金的SCC是在20世纪30年代初被发现的。金属在应力（拉应力或内应力）和腐蚀介质的联合作用下所发生的一种破坏，被称为SCC。SCC的特征是形成腐蚀一种机械裂缝，既可以沿着晶界发展，也可以穿过晶烂扩展。由于裂缝扩展是在金属内部，会使金属结构强度大大下降，严重时会发生突然破坏。材料受到局部应力或应力作用不平均时，受到高应力作用的区域会形成阳极，而受较低应力作用的区域则形成阴极，因此作用应力会使得腐蚀作用更为加速称谓为应呼电池。应力腐蚀发生在冷加工的材料时，高度冷加工的区域更具阳极性，另外在材料存在裂缝的情况下，也会造成应力腐蚀。

铝的腐蚀机理

根据腐蚀因素、腐蚀环境和腐蚀表面状态、金属腐蚀的机理可以分为化学腐蚀，电化学腐蚀和多因素腐蚀。

化学腐蚀

铝的化学腐蚀是金属在干燥气体（如氧、氯、硫化氢等）和非电解质溶液中进行化学反应的结果。化学反应引起引起腐蚀，在腐蚀过程中不产生电流。金属的化学腐蚀只在特定的情况下发生，不具普遍性。

电化学腐蚀

铝和介质发生电化学反应而引起的腐蚀，在腐蚀的过程中有阳极和阴极区，电流可以通过金属在一定的距离中流动，如金属在各种介质溶液（如海水、酸、

碱、盐溶液、潮湿大气等）中的腐蚀。在一般情况下电化学腐蚀主要为微电池腐蚀和浓差电池腐蚀。

多因素腐蚀

由于各种因素的相互作用，往往产生非常激烈的腐蚀，一般包括应力腐蚀，腐蚀疲劳、空蚀腐蚀等。

电化学腐蚀是最重要的腐蚀因素，因为大多数的金属腐蚀的起因，都可说是一种电化学反应。这里所说的电化学反应是指在相同或不同金属物体中，由于各种因素使得某些部位产生了局部的阳极反应，让金属失去了一个或多个电子，变成金属阳离子，亦即发生阳极氧化作用；而在同时，另一地点也会产生阴极反应，获得多出的电子，使得阴极形成还原作用，而构成一个电池效应的现象。这种电池效应使得阳极金属造成消溶腐蚀，称之为电化学腐蚀。

3. 铝合金的表面防护处理方法

铝合金的表面防护处理方法主要有阴极保护法、锌系磷化法、稀土元素保护法、激光熔覆法、凝胶法等。

阴极保护法

阴极保护技术是一项经济效益十分显着的控制腐蚀的电化学保护技术。将被保护的金属进行阴极极化，使电位负移到金属表面阳极的平衡电位，消除其电化学不均匀性所引起的腐蚀电池，使金属免遭腐蚀。它可以成倍地延长被保护件的使用寿命，阴极保护与防护涂料联合使用时，阴极保护使涂层缺陷处和毛细孔处金属构件免遭腐蚀。根据施加阴极极化电流的方法不同，阴极保护方法可分为两大类：外加电流法和牺牲阳极法。

锌系磷化法

中化化工科学技术研究总院研制出可以同时处理钢铁、铝及铝合金、锌及锌合金的磷化液WES一01。该磷化液的使用有2个突出的特点：①可用于喷淋线；

②磷化温度为低温或常温，?一般30～40℃。传统的铝及铝合金的锌系磷化，由于设置出光工序，所以一般采用浸泡工艺处理，而且处理温度不能低于50℃，否则不能获得良好的磷化膜。而WES-01则突破了这一缺陷，推动了铝材锌系磷化的技术进步。在工作液的总酸度为20～25点、游离酸度为O．6—1．4点、促进剂为2～3点、温度为30～40℃、喷淋时间为60～90s的情况下，纯铝的磷化膜略暗或呈浅灰色，铝合金由于其材质不同而呈浅灰色、灰色、深灰色不等。漆膜的连续中性盐雾试验为268?h，湿热试验大于50?h。所处理的工件可以是薄铝板，也可以是形状复杂的铝合金件，如冰箱铝制蒸发器及电视机后壳、工具、门窗、汽车配件等。该磷化液不仅能在喷淋线上使用，而且还可以在浸泡线上使用，同样都能进行钢、铝、锌的单独处理或混装处理。值得注意的是，铝制蒸发器涂装后还需要在120℃下覆膜，再于180℃下流化，涂层也不起泡和脱落；还有?一种铝件，涂装后还需要进行剪切，然后再于120℃覆膜，涂层也不起泡和脱落。这种产品对前处理和涂层的要求非常高，任何一点质量隐患都会在覆膜和流化过程中出现问题，而且这样的产品肯定要进行覆膜和流化，客户要求不能有任何起泡现象发生，更不能出现涂层脱落。用户曾经将涂装后的产品放置1个月后再进行覆膜及流化，涂层也没有起泡和脱落现象发生。

稀土元素保护法

稀土铝合金材扦是在金属铭中加入稀土元素，它能够起到净化、提高纯度、填补表层缺陷、细化晶粒、减少偏析，消除显微不均而导致的局部腐性的作用、

同时也带来铝的电极电位负移，具有了栖牲阳极效应和优异的导电性能，从而大大提高了铝的耐蚀性能。

这种材抖配之首创的热浸披、热喷极工艺。可以使防腐工程达到百年超长使用寿命。稀土带来的这些优异的性能改善使稀土铝合金能够在石油、化工、建筑、市政、交通、电力、冶金、船铂、军工、航空航天、水电热电、热工、天然气钢瓶、机械轻工系统中广泛使用稀土?铝?合?金干离子TC产品是对稀土铝合金敏层进行徽弧子离子式化来实现铰层表面稀土铝的陶瓷化.它不但能够耐数千度高温，在航空、航天、宇宙飞船等领城使用，而且彻底解决了绝大多数(少数未及试脸)任意浓度的强酸、强碱、强乳化剂、井下条件等极为苛刻的腐蚀环境下的防腐问题。

激光熔覆法

激光熔覆法是在高能光束的作用下，将一种或多种合金元素和基体表面快速加热熔化，光束移开后自然冷却的一种表面强化方法。通过该方法可以在铝合金表面熔覆铜基、镍基复合材料以及陶瓷粉末，提高铝合金表面的耐腐蚀性。但是该方法的不足之处是界面上易形成脆性相和裂纹，实际应用中涂层的尺寸精度、对基体复杂形状的容许度、表面粗糙度等问题较难解决。

凝胶法

用过渡金属醇盐作为合成氧化物的前驱体，采用一凝胶工艺可以在铝合金表面形成一层氧化物保溶胶一以对铝合金起到防腐蚀的作用。

总结

铝合金由于具有多种优点而得到广泛的应用，随着各种铝合金制品的发展，对铝合金的防腐要求也越来越高。随着环保法规的陆续出台，今后用于铝合金的防腐涂料将采用新的技术，向着无毒、通用化、高性能的方向发展。

参考文献

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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

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 2O).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)2Cl+OH -(1) Al(OH)2Cl+Cl -→Al(OH)Cl 2+OH -(2) Al(OH)Cl 2+Cl -→AlCl 3+OH -(3)

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

铝合金焊接接头疲劳性能研究张禧铭

铝合金焊接接头疲劳性能研究张禧铭摘要：测定了6061铝合金焊接件焊接接头的疲劳性能，介绍了铝合金焊接件焊接接头的疲劳特征，分析了铝合金焊接件焊接接头中缺陷对其疲劳性能的影响。结果表明铝合金焊接件焊接接口处气孔、夹杂物及未焊透三个焊接缺陷均会零件的应力集中创造条件，对铝合金焊接件焊接接头疲劳性能有重大影响。气孔的大小、数量，未焊透的分布位置及形式明显地影响铝合金焊接件焊接接头的疲劳性能 0.引言铝合金由于其质量轻、强度高、无磁性、耐腐蚀性好，广泛应用于汽车、铁路、航空航天等领域。焊接是铝合金零件最常见的连接方式，在铝合金焊接零件在重复外力作用下会发生疲劳断裂，而疲劳破坏过程又这些问题往往会给用户造成不可估量的巨大损失[1]。通过研究发现，铝合金焊件焊接接头发生疲劳破坏是铝合金焊接断裂的主要原因，因此对铝合金焊接件进行全面分析，找出原因并提出解决方案，提高铝合金焊接件有着重大意义[2，3]。近些年过高校和科研院所对铝合金焊接件焊接接口做了大量研究工作，并取得了重大成果。周进等人通过对5A02 铝合金焊接接头的疲劳性能进行分析，得出了补焊可以降低铝合金焊接件焊接接口的疲劳强度（下降将近20%），可作为一种可靠的补救措施[4]。王德俊通过对铝合金焊接接头焊缝几何特征的研究，得出了十字接头焊接方式比对接接头焊接方式应力集中更严重的结论[5]。本文以6061铝合金为研究对象，分析焊接缺陷铝合金焊接件疲劳性能的研究。 1.试验材料及试验方法本试验需要的材料为铝合金和焊丝，其中铝合金选用6061铝板，焊丝选用5356焊丝，铝板采用对接焊接。这两种材料的化学成分如表1所示。试验材料化学成分/% 将铝板通过焊丝分别用MIG焊和TIG焊两种方法进行焊接，不仅仅能够保证铝合金焊接件内部化学成分的完整性，而且也可以提高铝合金焊接件的焊接质量。在进行全部焊接之后还需要采用合理的方法对焊接物进行验伤处理，找出其中存在的问题，并对出现问题的原因进行全面分析。焊后进行X射线探伤检验，找出存在的问题并找到原因及时解决，将样品进行铣削加工，去除焊缝余高。为获得样品真实状态，将样品铣削加工后再进行X射线探伤检测。在MTS万能试验机上进行疲劳试验，用JSM-35C显微镜对断口形状进行合理观察。 2.试验结果及分析 2.1疲劳试验试验结果如表2所示，对试验结果进行整理、对比，可以发现无论6061铝合金焊接件的焊缝有无缺陷，发生疲劳破坏的均为焊接口。但是整个焊接过程是否存在缺陷对存在的疲劳现象和相应寿命还有很重要的作用。但焊缝有无缺陷对其寿命有明显影响，即有焊缝缺陷的样品其寿命明显低于无焊缝缺陷的样品，并且随着缺陷尺寸的增大，疲劳寿命下降越多。 6061铝合金焊接接头疲劳性能 2.2疲劳断口特征按照焊接接头的断裂过程疲劳断口一般分为裂纹源、疲劳裂纹扩展和最后断

7075_T651铝合金疲劳特性研究

第30卷第4期 2010年8月航空材料学报 J OURNAL OF A ERONAUT ICAL MAT ER I A LS V o l 130,N o 14 A ugust 2010 7075-T651铝合金疲劳特性研究韩剑, 戴起勋, 赵玉涛, 李桂荣 (江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013) 摘要:在不同的应力幅值下测试了7075-T651铝合金的疲劳寿命,拟合试验数据得到合金S -N 曲线,估算疲劳极限为223M P a 。用扫描电镜观察高低应力幅值下的疲劳试样断口,结果表明:合金的加工缺陷或粗大夹杂处往往为裂纹源,裂纹扩展伴随着小平面断裂的发生,高应力幅下疲劳裂纹扩展区出现犁沟和轮胎花样,而低应力幅下的疲劳裂纹扩展区中除有大量疲劳条带外,还出现了疲劳台阶和二次裂纹。合金的疲劳瞬断区则存在着撕裂棱与等轴韧窝。弥散分布的微小析出相对合金的疲劳性能有着积极的影响。关键词:7075-T 651铝合金;S -N 曲线;疲劳断口DO I :1013969/j 1i ssn 11005-505312010141018 中图分类号:TG146121 文献标识码:A 文章编号:1005-5053(2010)04-0092-05 收稿日期:2009-04-21;修订日期:2009-06-16基金项目:国家863高技术研究项目(2007AA 03Z548)作者介绍:韩剑(1984)),男,硕士研究生,从事高强铝合金组织与性能方面的研究,(E -m a il)han ji an_m oon @yahoo .com .cn 通讯作者:戴起勋,男,教授,博士生导师,(E -m ail)qxda i @u j s .edu .cn 。 7075合金是美国较早开发的一种铝合金,是航空航天领域广泛使用的一种轻型结构材料。近年来,因其强度高、重量轻的特性也在其他领域得到广泛应用,例如攀岩设备及自行车零件都普遍使用7075铝合金 [1~4] 。在对7075合金所开展的研究工作中,其疲劳性能因与实际应用联系较为密切,是一个极有理论意义和应用价值的课题,目前虽然已有许多科研工作者对其进行了广泛的研究 [5~8] ,但对其疲劳断裂机理研究却不多。为了进一步深化研究,充分挖掘7075铝合金的使用潜力,本研究对时效 7075-T651铝合金材料在不同应力幅下的疲劳断裂机理进行了研究。 1 试验材料和方法试验材料为A lcan 生产的厚度为23mm 的7075-T651铝合金成品板材,合金成分如表1所示。合金抗拉强度达到580M Pa ,屈服强度为570M Pa ,断后伸长率为8%。表1 试验合金成分(质量分数/%) T able 1 T he component o f alu m i nu m a lloy (m ass fracti on /%) Zn M g Cu M n T i C r N i Fe S i A l 5.68 2.40 1.63 0.14 0.22 0.18 0.044 0.18 0.06 Ba.l 疲劳试验在PLA30050疲劳试验机上进行,参照GB /T 4337)1984制成标准圆棒光滑试样。试验在室温下进行,应力水平设置在518MPa 到200MPa 之间测试轴向应力疲劳性能,疲劳试验的应力比R =-1,即轴向拉压对称加载,控制波形为正弦波,循环加载频率为20H z 。试样在机器上循环加载直至断裂,记录加载周次。将疲劳断口完整切下,浸于酒精中在超声波清洗仪中清洗,而后在JS M-7001F 型扫描电子显微镜下进行断口形貌观察和分析,并用扫描电镜自带的I nca Ener gy 350能谱仪作EDS 分析。 2 试验结果与分析 2.1 疲劳寿命曲线将测得的试验数据拟合得到S-N 曲线(图1),数据点基本平均分布在曲线两侧,较为吻合。S-N 曲线没有水平部分,只是随着应力的降低,循环周次不断增大。通常,如果材料应力循环107 周次不断

铝合金技术参数

理论上是，要看成型方法i: 压铸的左右，挤压的，锻造的

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉 1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途 1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145 包装及绝热铝箔，热交换器 1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜 1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，它的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件 2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036汽车车身钣金件 2048 航空航天器结构件与兵器结构零件 2124 航空航天器结构件

2218飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料 2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉 2A02 工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片 2A06 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉 2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉 2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉 2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件 2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件 2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 2A17 工作温度225~250℃的航空器零件 2A50 形状复杂的中等强度零件 2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等 2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等 2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件 2A90 航空发动机活塞 3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道

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

铝合金的典型机械性能

铝合金的典型机械性能(Typical Mechanical Properties) 铝合金牌号及状态拉伸强度(25°C MPa)屈服强度(25°C MPa)硬度500kg力10mm球延伸率 1.6mm(1/16in)厚度 5052-H112 175 195 60 12 5083-H112 180 211 65 14 6061-T651 310 276 95 12 7050-T7451 510 455 135 10 7075-T651 572 503 150 11 2024-T351 470 325 120 20 铝合金的典型物理性能(Typical Physical Properties) 铝合金牌号及状态热膨胀系数 (20-100℃) μm/m?k熔点范围 (℃)电导率20℃(68℉) (%IACS) 电阻率20℃(68℉) Ωmm2/m 密度(20℃)(g/cm3) 2024-T351 23.2 500-635 30 0.058 2.82 5052-H112 23.8 607-650 35 0.050 2.72 5083-H112 23.4 570-640 29 0.059 2.72 6061-T651 23.6 580-650 43 0.040 2.73 7050-T7451 23.5 490-630 41 0.0415 2.82 7075-T651 23.6 475-635 33 0.0515 2.82 铝合金的化学成份(Chemical Composition Limit Of Aluminum ) 合金牌号硅Si 铁Fe 铜Cu 锰Mn 镁Mg 铬Cr 锌Zn 钛Ti 其它铝每个合计最小值 2024 23.2 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 0.1 0.25 0.15 0.05 0.15 余量5052 25 0.4 0.1 0.1 2.2-2.8 0.15-0.35 0.1 -- 0.05 0.15 余量5083 23.8 0.4 0.1 0.3-1.0 4.0-4.9 0.05-0.25 0.25 0.15 0.05 0.15 余量6061 23.6 0.7 0.15-0.4 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 余量 7050 23.5 0.15 20.-2.6 0.1 1.9-2.6 0.04 5.7-6.7 0.06 0.05 0.15 余量7075 23.6 0.5 1.2-2.0 0.3 2.1-2.9 0.18-0.28 5.1-6.1 0.2 0.05 0.15 余量美铝典型应用领域用途 2024 5052 5083 6061 7050 7075 农业 -- ● -- ● -- -- 航空器● -- -- ●●● 模具 -- ● -- ● -- ● 机械设备●● -- ●●● 五金零件 -- -- -- ● -- -- 建筑 -- ● -- ● -- --

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、

结构用铝合金材料力学性能

附录A 结构用铝合金材料力学性能常见结构用铝合金板、带材力学性能（标准值）可按表A-1采用，结构用铝合金棒、管、型材力学性能（标准值）可按表A-2采用。结构用铝合金板、带、棒、管、型材的化学成分可按表A-3采用。表A-1 结构用铝合金板、带材力学性能标准值

注：1. 伸长率标准值中，A适用于厚度不大于12.5mm的板材，A适用于厚度大于12.5mm的板材。502. 表中焊接折减系数的数值适用于材料焊接后存放的环境温度大于10℃，存放时间大于3d（6XXX系列）或30d（7XXX系列）的情况。 3. 表中焊接折减系数的数值适用于厚度不超过15mm的MIG焊，以及3xxx系列、5xxx系列合金和8011A合金厚度不超

过6mm的TIG焊。对于6xxx系列和7xxx系列合金厚度不超过6mm的TIG焊，焊接折减系数的数值必须乘以0.8。当厚度超过上述规定，如无试验结果或国内外相关规范规定，3xxx系列、5xxx系列合金和8011A合金焊接折减系数的数值必须乘以0.9，6xxx系列和7xxx系列合金焊接折减系数的数值必须乘状态不需进行上述折减。O焊）。对于TIG（0.64焊）或MIG（0.8以．表A-2 结构用铝合金棒、管、型材力学性能标准值

适用于厚度（或直的板（或棒）材，A注：1. 伸长率标准值中，A适用于厚度（或直径）不大于12.5mm50 12.5mm的板（或棒）材。径）大于系6XXX（2. 表中焊接折减系数的数值适用于材料焊接后存放的环境温度大于10℃，存放时间大于3d 系列）的情况。列）或30d（7XXX8011A系列合金和MIG焊，以及3xxx系列、5xxx3. 表中焊接折减系数的数值适用于厚度不超过15mm的焊接折减系数的7xxx系列合金厚度不超过6mmTIG焊，合金厚度不超过6mm的TIG焊。对于6xxx系列和系列合。当厚度超过上述规定，如无试验结果或国内外相关规范规定，3xxx系列、5xxx的数值必须乘以0.8系列合金焊接折减系数的数值必须乘0.9，6xxx系列和7xxx金和8011A合金焊接折减系数的数值必须乘以TIG焊）。对于O状态不需进行上述折减。以0.8（MIG焊）或0.64（

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。

铝合金焊接接头疲劳性能研究

铝合金焊接接头疲劳性能研究发表时间：2019-08-07T10:24:10.000Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：张禧铭徐浩翔[导读] 摘要：测定了6061铝合金焊接件焊接接头的疲劳性能，介绍了铝合金焊接件焊接接头的疲劳特征，分析了铝合金焊接件焊接接头中缺陷对其疲劳性能的影响。中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛 266000 摘要：测定了6061铝合金焊接件焊接接头的疲劳性能，介绍了铝合金焊接件焊接接头的疲劳特征，分析了铝合金焊接件焊接接头中缺陷对其疲劳性能的影响。结果表明铝合金焊接件焊接接口处气孔、夹杂物及未焊透三个焊接缺陷均会零件的应力集中创造条件，对铝合金焊接件焊接接头疲劳性能有重大影响。气孔的大小、数量，未焊透的分布位置及形式明显地影响铝合金焊接件焊接接头的疲劳性能 0.引言铝合金由于其质量轻、强度高、无磁性、耐腐蚀性好，广泛应用于汽车、铁路、航空航天等领域。焊接是铝合金零件最常见的连接方式，在铝合金焊接零件在重复外力作用下会发生疲劳断裂，而疲劳破坏过程又这些问题往往会给用户造成不可估量的巨大损失[1]。通过研究发现，铝合金焊件焊接接头发生疲劳破坏是铝合金焊接断裂的主要原因，因此对铝合金焊接件进行全面分析，找出原因并提出解决方案，提高铝合金焊接件有着重大意义[2，3]。近些年过高校和科研院所对铝合金焊接件焊接接口做了大量研究工作，并取得了重大成果。周进等人通过对5A02 铝合金焊接接头的疲劳性能进行分析，得出了补焊可以降低铝合金焊接件焊接接口的疲劳强度（下降将近20%），可作为一种可靠的补救措施[4]。王德俊通过对铝合金焊接接头焊缝几何特征的研究，得出了十字接头焊接方式比对接接头焊接方式应力集中更严重的结论[5]。本文以6061铝合金为研究对象，分析焊接缺陷铝合金焊接件疲劳性能的研究。 1.试验材料及试验方法本试验需要的材料为铝合金和焊丝，其中铝合金选用6061铝板，焊丝选用5356焊丝，铝板采用对接焊接。这两种材料的化学成分如表1所示。试验材料化学成分/% 将铝板通过焊丝分别用MIG焊和TIG焊两种方法进行焊接，不仅仅能够保证铝合金焊接件内部化学成分的完整性，而且也可以提高铝合金焊接件的焊接质量。在进行全部焊接之后还需要采用合理的方法对焊接物进行验伤处理，找出其中存在的问题，并对出现问题的原因进行全面分析。焊后进行X射线探伤检验，找出存在的问题并找到原因及时解决，将样品进行铣削加工，去除焊缝余高。为获得样品真实状态，将样品铣削加工后再进行X射线探伤检测。在MTS万能试验机上进行疲劳试验，用JSM-35C显微镜对断口形状进行合理观察。 2.试验结果及分析 2.1疲劳试验试验结果如表2所示，对试验结果进行整理、对比，可以发现无论6061铝合金焊接件的焊缝有无缺陷，发生疲劳破坏的均为焊接口。但是整个焊接过程是否存在缺陷对存在的疲劳现象和相应寿命还有很重要的作用。但焊缝有无缺陷对其寿命有明显影响，即有焊缝缺陷的样品其寿命明显低于无焊缝缺陷的样品，并且随着缺陷尺寸的增大，疲劳寿命下降越多。 6061铝合金焊接接头疲劳性能

铝合金的牌号性能与应用

铝合金的牌号、状态和性能 1 铝及铝合金的分类纯铝比较软，富有延展性，易于塑性成形。如果根据各种不同的用途，要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能，可以在纯铝中添加各种合金元素，生产出满足各种性能和用途的铝合金。铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金)，也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。纯铝—1×××系，如1000合金非热处理型合金Al-Mn系合金—3×××系，如3003合金 Al-Si系合金—4×××系，如4043合金变形铝合金Al-Mg系合金—5×××系，如5083合金 Al-Cu系合金—2×××系，如2024合金热处理型合金Al-Mg-Si系合金—6×××系，如6063合金铝及Al-Zn-Mg系合金—7×××系，如7075合金铝合金Al-其它元素—8×××系，如8089合金纯铝系非热处理型合金Al-Si系合金，如ZL102合金 Al-Mg系合金，如ZL103合金铸造铝合金Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金 Al-Cu-Mg-Si系合金，如ZL110合金热处理型合金Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金 Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金

2 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1 变形铝合金的分类变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si 合金（6×××系），Al-Zn-Mg合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3.3 中国变形铝合金状态代号及表示方法根据GB/T16475–1996标准规定，基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。 3.3.1基础状态代号 3.3.2 细分状态代号 HXX状态 H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序 H1 ——单纯加工硬化状态适用于未经附加热处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。

综述-铝合金疲劳及断口分析

文献综述（2011级）设计题目铝合金疲劳及断口分析学生胡伟学号201111514 专业班级金属材料工程2011级03班指导教师黄俊老师院系名称材料科学与工程学院

2015年4月12日

铝合金疲劳及断口分析 1 绪论 1.1 引言 7系铝合金包括Al-Zn-Mg 系和Al-Zn-Mg-Cu 系合金，此类合金具有密度低、比强度高、良好的加工性能及优良的焊接性能等一系列优点。随着应用在铝合金上的热处理工艺及微合金化技术的不断改进，其力学性能被大幅度强化，综合性能也得到了全面提升。在航空航天、建筑、车辆、、桥梁、工兵装备和大型压力容器等方面都得到了广泛的应用。现代工业的飞速发展，对7 系铝合金的强度、韧性以及抗应力腐蚀性能等提出了更高的要求。但是，存在另外一个现象，在各行各业的领域中，铝合金设备偶尔会出现难以察觉的断裂，在断裂之前很难甚至无法察觉到一点塑性变形。这种断裂形式，对人身以及财产安全造成了不可挽回的损失。经过大量实验表明，这些断裂是由于材料的疲劳引起，材料在交变载荷的长期作用下，表面或者部，尤其是部会产生微观裂纹。本文主要研究铝合金疲劳引起的裂纹以及疲劳断口分析，此类研究对于日后的生产安全，有重大意义。 1.2 7系铝合金的发展历史在20世纪20年代，德国的科学家研制出Al-Zn-Mg系合金，由于该合金抗应力腐蚀性能太差，并未得到产业应用。在20世纪30年代初一直到二战结束期间，各个国家在研究中发现，Cu元素可以提高铝合金的抗应力腐蚀性能。在此，开发了大量Al-Zn-Mg 系合金，因此忽视了对Al-Zn-Mg 系合金的研究。德、美、、法等国在Al-Zn-Mg-Cu 系合金基础上成功地开发了7075 、B93 和D。T。D683 等合金。目前正广泛应用在航空航天事业上，但是强度、韧性、抗应力腐蚀性能三者之间未能实现最佳组合状态。20世纪50年代，

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/7f11622708.html, ki.0254-0053.2011.03.003

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