铝合金常见的腐蚀形式
铝合金材料的电化学腐蚀研究
铝合金材料的电化学腐蚀研究一、引言铝合金材料因其重量轻、强度高、导热性好等优良特性，被广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
然而，铝合金材料在特定环境下易发生电化学腐蚀，导致性能下降或失效。
因此，对铝合金材料的电化学腐蚀研究具有重要的科学意义和实际应用价值。
二、铝合金材料的腐蚀类型铝合金材料的腐蚀类型分为普通腐蚀和局部腐蚀两种。
1. 普通腐蚀普通腐蚀是铝合金材料在一般环境条件下的均匀腐蚀。
在大气、水、土壤等环境中，铝合金材料的表面会被氧化膜保护，不会受到腐蚀。
但在一些特殊条件下，如强酸、强碱和高温等环境中，铝合金材料容易发生普通腐蚀，从而影响其性能。
2. 局部腐蚀局部腐蚀是铝合金材料在特定环境下出现的不均匀腐蚀。
铝合金材料表面的某一部分和周围的区域发生化学反应，产生电荷，从而形成电偶，形成阳极和阴极，从而出现铝合金材料局部腐蚀。
三、铝合金材料的腐蚀机理铝合金材料在特定环境下会发生腐蚀，是因为环境中的氧、水、酸、碱等物质与铝合金材料表面反应，从而破坏铝合金材料表面的氧化膜层，使铝合金材料表面的铝原子裸露出来，与环境中的物质继续反应，形成一种新的化合物，同时伴随着对电荷的转移，从而引起铝合金材料的腐蚀。
四、影响铝合金材料腐蚀的因素影响铝合金材料腐蚀因素主要包括温度、湿度、酸碱度、氧浓度、金属纯度等方面。
1. 温度温度是影响铝合金材料腐蚀的主要因素之一。
在一定温度下，铝合金材料的腐蚀速率会随着温度的升高而加速。
2. 湿度湿度是铝合金材料腐蚀的另一个重要因素，湿度高会增加铝合金材料的腐蚀速率。
3. 酸碱度酸碱度是影响铝合金材料腐蚀的重要因素之一，铝合金在碱性环境下腐蚀要比在酸性环境下更快。
4. 氧浓度铝合金材料的腐蚀与氧浓度息息相关，氧浓度越高，铝合金材料腐蚀速度越快。
5. 金属纯度金属纯度对铝合金材料的腐蚀有显著影响，杂质越多腐蚀速率越快。
五、防腐措施防腐措施主要有三个方面：金属涂层、金属合金化和金属表面改性。
铝的腐蚀形态
铝及其合金除了在少数介质中呈现全面腐蚀，如碱溶液和磷酸溶液外，一般都发生局部腐蚀。
常见的腐蚀形态：点腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、缝隙腐蚀、丝状腐蚀、层状腐蚀、应力腐蚀形裂与腐蚀疲劳等，这些腐蚀形态在船舶舰艇与海洋设施中都可能发生。
铝合金的应力腐蚀形裂与腐蚀疲劳是在应力（拉应力或交变应力）与腐蚀联合作用下发生的破坏，比较多见于高强度铝合金。
由于破坏发生比较突然，大多发生在受力的结构中，具有极大的瞬间破坏危险，引起学术界和工程界的广泛兴趣并进行了比较细致深入的研究，形成了从实验研究到机里探讨等大量着作。
点腐蚀点蚀又称孔蚀，是在金属中产生针状、点状、小孔状的一种极为局部的腐蚀形态，它是阳极反应的一种独特形式。
点蚀最早是由局部电池引起的，随着时间延长，点蚀速度逐渐放慢。
工业纯铝即1XXX系合金对点蚀有很高的抵抗能力，含有少量Cu的3003合金也有良好的抗蚀性。
工业纯铝的点蚀速度随其纯度的提高而下降，特别是当其Fe、Cu含量低时；Al-Mg 系的5XXX合金也有良好的抗点蚀性能，它们的舰船与海洋设施中用得较多，故可称为海洋变形铝合金。
Al-Mg-Si系6XXX合金既有点蚀倾向又有晶间腐蚀倾向。
硬铝和超硬铝薄板应包覆铝与Al-Zn-Mg合金，以防点蚀。
铝及铝合金的点蚀程度随介质不同而异，田园大气比工业大气和海洋大气中的轻，水中产生的点蚀比大气中的严重，材料表面状态不同点蚀程度也不同，有包铝层的合金的点蚀比未包铝合金的轻得多。
在大气、淡水、海水以及中性水溶液中都会发生点腐蚀，严重的点蚀可导致穿孔。
幸运的是腐蚀孔达到一定深度会停止发展。
铝的抗蚀性比钢及镀锌钢的高得多，钢会一直腐蚀下去，而镀锌钢在镀锌层破坏后会加速剧烈地腐蚀。
点蚀程度还与介质及合金有关。
实验证明，铝合金点腐蚀介质中还必须存在破坏局部钝态的阴离子，如氯离子、氟离子等。
从铝合金系来看，高纯铝不易发生点腐蚀，含铜的铝合金对点腐蚀最敏感、而3XXX系及5XXX系合金有相当强的耐点蚀性能。
铝合金碱蚀现象
铝合金碱蚀现象
铝合金碱蚀现象是指在碱性环境中，铝合金表面发生的腐蚀现象。
碱蚀主要发生在铝合金的表面氧化层上，导致铝合金表面变得粗糙，失去光泽，并可能形成孔洞。
碱蚀主要由于以下原因引起：
1. 碱性介质中可溶性有机物或乳化剂的存在，这些物质可以刺激铝合金的表面产生腐蚀现象。
2. 粗糙的铝合金表面更容易被碱性物质侵蚀，从而加速了碱蚀现象的发生。
3. 更高的温度和湿度条件也会促进碱蚀的发生。
铝合金碱蚀对材料的性能和外观造成不利影响。
为了防止铝合金碱蚀的发生，可以采取以下措施：
1. 选择高抗蚀性的铝合金材料。
2. 在铝合金表面形成抗蚀的保护层，如涂层或阳极氧化层。
3. 在使用碱性介质时，避免使用含有有机物或乳化剂的碱性溶液。
4. 控制温度和湿度，避免过高的环境条件。
总之，铝合金碱蚀是一种在碱性环境中发生的腐蚀现象，对铝合金的性能和外观造成不良影响。
采取适当的防护措施可以减少碱蚀的发生。
铝及铝合金的耐蚀性
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2 纯铝的耐蚀性
2.1电化学特性
铝的标准电极电位很低（-1.663V），在常用的金属材料中是最低的，是一种很 活泼的金属，在全部的pH值范围内都可发生析氢腐蚀（在酸性溶液中腐蚀生成 Al3+，在碱性溶液中生成AlO22-）。
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2 纯铝的耐蚀性
2.2氧化膜的特点
1、致密，并且与基体牢固结合；
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3 铝合金的耐蚀性
3、合金元素的影响：
Zn/Mg比值过高过低都降低耐蚀性，当Zn+Mg=5% ，Zn/Mg=2.7～3时，抗应力 腐蚀性能最佳。
改善时效组织，提高强度和塑性，提高抗应力腐蚀能力。
细化晶粒，提高抗应力腐蚀能力。 （原因：提高再结晶温度，阻碍结晶过程进行，阻止晶粒长大。）
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一般是认为氯离子等是破坏钝态的离子，局部进入钝化膜，使钝化膜局部变质。金属溶解生成铝离子，释 放的电子流到阴极发生阴极反应（主要是H+或氧化剂被还原），生成的铝离子同水中OH-结合生成氢氧化 物，使该处pH值局部降低，呈酸性。使氯离子进一步富集，继续破坏钝化膜，形成蚀坑。
含铜的铝合金耐点蚀性最差，Al-Mn,Al-Mg合金耐点蚀性较好。 .18.
1.2纯铝及铝合金的力学性能
1、纯铝的强度低，塑性好（退火状态下伸长率达35%）； 2、铝合金的强度取决于合金化和加工工艺（超硬铝的强度可达600MPa）。
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1 概述
1.3纯铝及铝合金的工艺性能
1、可进行各种形式的压力加工；
2、切削加工性：纯铝的切削加工性差，强度硬的铝合金，切削加工性好
3、合金元素的焊接型好，含硅、钛高的焊接性差。
4 铝合金常见的几种腐蚀破坏形式 4.1 点蚀
铝合金的应力腐蚀
铝合金的应力腐蚀
铝合金在一定的应力条件下，可能发生应力腐蚀现象，即在应力的作用下，合金的表面可能发生腐蚀。
应力腐蚀是由应力、腐蚀介质和材料的特性共同作用引起的。
铝是一种具有良好耐腐蚀性能的金属，但铝合金中的其他合金元素（如铜、锌等）可能会导致其发生应力腐蚀。
应力腐蚀可以通过以下三种机制之一发生：
1. 子晶腐蚀：在高应力下，腐蚀介质中的活性粒子容易穿过合金的氧化层，进入到晶界处造成腐蚀。
这种腐蚀在晶界形成腐蚀空洞，对材料的强度和延展性都有不良影响。
2. 疏气孔腐蚀：应力和腐蚀介质共同作用下，在铝合金表面形成疏气孔。
这些疏气孔会导致合金在应力下发生局部腐蚀，加速材料的破坏。
3. 耦合腐蚀：不同的金属或合金组成的电位差会引起电化学反应，导致腐蚀。
在应力的作用下，这种耦合腐蚀可能会更加严重。
为了防止铝合金的应力腐蚀，可以采取一些措施，如正确选择材料和处理工艺，控制应力的大小和分布，避免腐蚀介质的进入等。
此外，定期进行检测和维护，及时处理腐蚀问题也是非常重要的。
铝合金43种缺陷
铝及铝合金腐蚀的基本类型1．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既促进又足以维持腐蚀的继续进行。
2．均匀腐蚀铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜会溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。
溶液温度升高，溶质浓度加大，促进铝的腐蚀。
3．缝隙腐蚀缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。
金属部件在电解质溶液中，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。
4．应力腐蚀开裂（SCC）铝合金的SCC是在20世纪30年代初发现的。
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—机械裂缝，既可以沿着晶界发展，也可以穿过晶粒扩展。
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。
SCC在一定的条件下才会发生，它们是：——一定的拉应力或金属内部有残余应力。
板带材工艺废品种类及产生原因1．贯穿气孔熔铸品质不好。
2．表面气泡铸锭含氢量高组织疏松；铸锭表面凸凹不平的地方有脏东面，装炉前没有擦净；蚀洗后，铸块与包铝板表面有蚀洗残留痕迹；加热时间过长或温度过高，铸块表面氧化；第一道焊合轧制时，乳液咀没有闭严，乳液流到包铝板下面。
3．铸块开裂热轧时压下量过大，从铸锭端头开裂；铸块加热温度过高或过低。
4．力学性能不合格没有正确执行热处理制度或热处理设备不正常，空气循环不好；淬火时装料量大，盐浴槽温度不够时装炉，保温时间不足，没有达到规定温度即出炉；试验室采用的热处理制度或试验方法不正确；试样规格形状不正确，试样表面被破坏。
5．铸锭夹渣熔铸品质不好，板片内夹有金属或非金属残渣。
6．撕裂润滑油成分不合格或乳液太浓，板片与轧辊间产生滑动，金属变形不均匀；没有控制好轧制率，压下量过大；轧制速度过大；卷筒张力调整得不正确，张力不稳定；退火品质不好；金属塑性不够；辊型控制不正确，使金属内应力过大；热轧卷筒裂边；轧制时润滑不好，板带与轧辊摩擦过大；送卷不正，带板一边产生拉应力，一边产生压应力，使边沿产生小裂口，经多次轧制后，从裂口处继续扩大，以至撕裂；精整时拉伸机钳口夹持不正或不均，或板片有裂边，拉伸时就会造成撕裂；淬火时，兜链兜得不好或过紧，使板片压裂，拉伸矫直时造成撕裂。
腐蚀性环境中铝合金腐蚀机理研究
腐蚀性环境中铝合金腐蚀机理研究随着工业的不断发展，腐蚀的问题已经成为制造业和航空航天等重要领域的严峻挑战。
而铝合金作为一种重要的结构材料，其腐蚀性能也成为一个重要的问题。
腐蚀性环境对铝合金的腐蚀机理产生了巨大的影响。
本文将介绍铝合金在腐蚀性环境中的腐蚀机理，并提出未来的研究方向。
一、铝合金的腐蚀机理铝合金在腐蚀性环境下的腐蚀机理可以分为以下几个方面：1.氧化膜的形成与破坏在腐蚀性环境下，铝材表面会形成一个氧化膜保护层，这个保护层会在某些情况下被破坏。
氧化膜的稳定性、良好性、均匀性和良好的黏附性对于抵御腐蚀极为重要。
2.晶界腐蚀铝合金的微观组织是由许多晶界分隔开的，晶界是铝合金材料中最容易发生腐蚀的部位。
3.孔蚀孔蚀是铝合金腐蚀的一种特殊形式。
其中氯离子和硝酸钠离子是铝合金孔蚀的主要原因。
4.应力腐蚀开裂应力腐蚀开裂是铝合金在腐蚀性环境下发生的一种严重的损坏形式。
它是由于应力作用与化学物质作用相结合所引起的。
二、腐蚀机理的研究现状铝材腐蚀机理的研究已经开始多年，通过实验与理论模型的相结合，各种腐蚀机理已经有了比较全面的认识。
应力腐蚀开裂、晶界腐蚀等铝合金腐蚀机理已经有了深入的研究。
而孔蚀和氧化膜等方面的研究有待进一步深化。
三、未来的研究方向随着新材料的出现和生产技术的不断进步，铝合金腐蚀机理的研究仍然需要不断加强和完善。
值得关注的是，我国的研究力量在腐蚀机理上已经很有潜力，并已经有了很多创新成果。
在研究孔蚀和氧化膜等方面时，应结合同时腐蚀机理的综合作用条件来设计实验。
建立相应的模型，计算出相应的影响因素，从而预测一定时间内的腐蚀情况。
在研究晶界腐蚀方面，可以通过控制铸态组织来实现晶界腐蚀的抑制。
在研究应力腐蚀开裂方面，可以通过调节成分来控制表面张力和应力腐蚀敏感性来改善材料的抵抗腐蚀的能力。
结论铝合金在腐蚀性环境下的腐蚀机理是复杂的，需要从铝合金的微观结构、组织和外部环境等因素方面进行深入研究。
未来，应重点研究铝合金与不同环境中的相互作用及其影响，通过实验和理论研究，建立相应的模型，最终实现对铝合金腐蚀机理的全面认识，提高铝合金材料的抗腐蚀性能，促进其在制造业、航空航天等领域的广泛应用。
铝合金宏观金相腐蚀方法
铝合金宏观金相腐蚀方法铝合金作为一种轻质、高强度的材料，在工业制造和建筑领域中广泛应用。
然而，铝合金也存在着一定的腐蚀问题，特别是金相腐蚀。
为了解决这一问题，科研人员和工程师们提出了各种铝合金宏观金相腐蚀方法。
本文将介绍一些常见的方法，并探讨它们的优缺点。
1. 表面处理铝合金的腐蚀主要发生在其表面。
因此，针对表面的处理是预防宏观金相腐蚀的有效方法之一。
常见的表面处理方法包括阳极氧化、电镀和涂覆等。
阳极氧化是最常用的一种方法，通过在铝合金表面形成一层氧化膜来提高其耐腐蚀性能。
电镀和涂覆则通过在铝合金表面形成一层金属或陶瓷涂层来提高其耐腐蚀性能。
2. 增加合金成分通过增加铝合金中的合金成分，可以改善其耐腐蚀性能。
例如，添加少量的铜、锌和锆等元素可以提高铝合金的耐腐蚀性能。
这些添加剂能够形成一种致密的氧化膜，有效隔绝外界氧气和水分的接触，减少了腐蚀的可能性。
然而，需要注意的是，添加过多的合金成分可能会导致其他性能的下降，因此需要在合金设计中平衡各种因素。
3. 控制环境条件环境是金相腐蚀的重要因素之一。
控制环境条件可以减少铝合金的接触于腐蚀介质的可能性。
例如，在高氯离子浓度的环境中，铝合金容易发生腐蚀。
因此，在设计和使用中应避免铝合金暴露在高氯离子浓度的介质中。
此外，控制温度、湿度等因素也可以减少铝合金的腐蚀。
4. 选择合适的润滑剂在铝合金加工和使用过程中，润滑剂的选择对腐蚀起着关键作用。
一些润滑剂中含有腐蚀性物质，会对铝合金产生腐蚀。
因此，应选择不含腐蚀性物质的润滑剂，并确保润滑剂能够确保铝合金表面的完整性。
5. 定期检查和维护定期检查和维护铝合金结构和设备是预防宏观金相腐蚀的重要措施。
检查可以发现铝合金表面的损伤和腐蚀现象，及时采取措施进行修复和保护。
此外，合理的维护措施也可以延长铝合金的使用寿命，减少腐蚀的可能性。
综上所述，铝合金宏观金相腐蚀方法主要包括表面处理、增加合金成分、控制环境条件、选择合适的润滑剂以及定期检查和维护等。
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铝合金常见的腐蚀形式
铝合金常见的腐蚀形式如下：
1.点蚀
点蚀出现在金属表层非常局部的范围内或位置上，导致洞穴或坑点并向内部延伸，甚至是导致穿孔。
如果坑口的直径比点穴深度小时，称之为点蚀；假如坑口直径超过坑的深度时，可称之为坑蚀。
实际上，点蚀与坑蚀并无严格界限。
铝在含氯化物的水溶液中所出现的为常见的点腐蚀。
形成原因：在铝的腐蚀中，点腐蚀最常见，是由于铝的某一范围的电位与基体电位不同造成的，或由电位与铝基体电位不同的杂质存在造成的。
2.晶间腐蚀
此类腐蚀是在晶粒或晶体自身未遭受明显侵蚀情形下，出现在金属或合金晶界处的一类选择性腐蚀，会使材料力学性能剧降，以致导致结构损坏或事故。
晶间腐蚀原因是在某些条件下晶界很活泼，如晶界处有杂质，或晶界处某一合金元素增多或减少，也就是说晶界上必须有一层薄薄的对铝的其余部分呈电负性的范围，它优先腐蚀。
高纯铝在盐酸中及高温水中可出现这类腐蚀，Al-Mg、Al-Zn-Mg、AI-Mg-Si、AI-Cu合金都对晶间腐蚀相对比较敏感。
3.电偶腐蚀
铝的特征性腐蚀形态中有一种叫电偶腐蚀。
当一种相对比较活泼的金属如铝（阳极）与一种不太活泼的金属处在相同环境中相触
碰时或有导体相联时，形成电偶并造成电流的流动，进而导致电偶腐蚀。
电偶腐蚀又被称为触碰腐蚀或双金属腐蚀。
形成原因：铝的自然电位是负，当铝与别的金属触碰时，铝一直呈阳极，腐蚀加快，近乎任何铝及铝合金都难以规避电偶腐蚀。
当这两种相触碰的金属两者之间的电位差愈大时，电偶腐蚀也愈明显。
应特别注意的是，在电偶腐蚀中，面积因素极为重要，大阴极和小阳极是最不利的搭配。
4.缝隙腐蚀
形成原因：同种或异种金属相触碰，或金属与非金属相触碰，就会形成间隙，就会在间隙处或其邻近处形成腐蚀，间隙外没有腐蚀，是由于间隙内氧的缺乏造成的，因为此时形成浓差电池。
缝隙腐蚀与合金种类近乎无关，即使非常耐蚀的合金也会出现。
间隙顶部酸性环境是腐蚀原动力，是堆积物（垢）下腐蚀的一类，6063合金建筑铝型材表面灰浆下腐蚀是一类非常普通的垢下缝隙腐蚀。
法兰连接面、螺母紧固面、搭接面、焊缝气孔、锈层下与沉层在金属表层的淤泥、积垢、杂质等都是会引发缝隙腐蚀。
5.应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是拉应力和特殊腐蚀介质并存时造成的腐蚀开裂。
应力可以是外加的，还可以是金属内部的残余应力，后面一种有可能形成于加工制造时的形变，还可以形成于淬火时的剧烈温度变化，还可能是内部结构改变造成体积变化导致的。
铆接、螺栓紧固、压入配合、冷缩配合导致的应力也是残余应力，当金属表层的
拉应力达到屈服强度Rpo.2时就会形成应力腐蚀开裂，不管是7000系铝合金厚板还是2000系的，在淬火时都是会形成残余应力，应在时效处理前通过预拉伸消除，以免加工航空器零件时形成变形或甚至是带到零件中去。
6.层状腐蚀
该腐蚀又被称为剥层、剥落、成层腐蚀，可简称剥蚀，是2000系、5000系、6000系及7000系合金的一类特殊的腐蚀形态，多见于挤压材，一旦出现可像云母一样一层一层地往下剥离。
7.丝状腐蚀
这个是一类可在铝材漆膜或别的涂层下呈蠕虫状发展的腐蚀，但未看到阳极氧化膜下的这类腐蚀，通常出现于航空器铝结构件与建筑或结构铝件涂层之下。
丝状腐蚀与材料成分、涂覆前预处理和环境因素有关。
环境因素整体化温度、湿度、氯化物等。