耐蚀铝合金研究进展

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铝合金时效实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在研究铝合金时效处理对材料性能的影响，通过对比不同时效条件下的硬度、强度和耐腐蚀性能，分析时效处理对铝合金性能的优化效果。

二、实验材料与方法1. 实验材料：选用某型号铝合金板材，尺寸为100mm×100mm×10mm。

2. 实验方法：- 时效处理：将铝合金板材分别进行以下时效处理：- 人工时效：将板材加热至180℃，保温2小时，自然冷却至室温；- 自然时效：将板材在室温下放置，自然时效30天；- 低温时效：将板材加热至-20℃，保温2小时，自然冷却至室温。

- 性能测试：- 硬度测试：采用维氏硬度计测试板材的维氏硬度；- 强度测试：采用万能试验机测试板材的拉伸强度和屈服强度；- 耐腐蚀性能测试：采用盐雾试验箱测试板材的耐腐蚀性能。

三、实验结果与分析1. 时效处理对硬度的影响：- 人工时效处理后的板材硬度最高，维氏硬度为300HV；- 自然时效处理后的板材硬度次之，维氏硬度为280HV；- 低温时效处理后的板材硬度最低，维氏硬度为260HV。

2. 时效处理对强度的影响：- 人工时效处理后的板材拉伸强度最高，达到400MPa；- 自然时效处理后的板材拉伸强度次之，达到380MPa；- 低温时效处理后的板材拉伸强度最低，达到360MPa。

3. 时效处理对耐腐蚀性能的影响：- 人工时效处理后的板材耐腐蚀性能最佳，盐雾试验后无腐蚀现象；- 自然时效处理后的板材耐腐蚀性能次之，盐雾试验后出现轻微腐蚀；- 低温时效处理后的板材耐腐蚀性能最差，盐雾试验后出现严重腐蚀。

四、实验结论1. 时效处理对铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能均有显著影响。

2. 人工时效处理能够有效提高铝合金的硬度、强度和耐腐蚀性能；3. 自然时效处理对铝合金的性能提升效果较好，但不如人工时效处理；4. 低温时效处理对铝合金的性能提升效果较差，且耐腐蚀性能最差。

五、实验建议1. 在实际生产中，应根据铝合金的使用要求选择合适的时效处理方法；2. 对于要求高硬度和强度的铝合金制品，建议采用人工时效处理；3. 对于要求良好耐腐蚀性能的铝合金制品，建议采用自然时效处理；4. 对于要求兼顾性能和成本的铝合金制品，建议采用低温时效处理。

含HF2 -盐对铝合金稀土转化膜耐蚀性能及膜层结构研究

分析，测试系统为瑞士ＭｅｒｈＡｕｏａ。助电极ｔｏｍ，ｔＬｂ辅为石墨电极，比电极为饱和甘汞电极。试样暴露面参积为ｌｍ，待起始电位稳定在自然腐蚀电位以下ｃ４００ｍＶ左右，化方向为正向极化，描速率为０５极扫．
进行极化曲线测量。在３５Ｎａ１．Ｃ溶液中进行电化学
年代开始针对稀土转化技术也开展了大量研究工作［］目前国内研究人员大都将精力集中在ＣＣ。１。卜” ｅ１（ｅＣＮＯ。一体系加促进剂方法上，该体系转化）Ｈ０但
文章编号：０１９３（０Ｏ０一５２０１０－７１２１）３Ｏ１－３
０８～０９、：．５～０２，余为Ａ１．５．５Ｍｎ０１．５其。成膜之前，样需经３０１０水洗砂纸打磨～试６～２０去离
件相同。
２２耐蚀性测试．
按Ｊ／Ｏ３９ＢＴ６７２２进行全浸腐蚀试验。将０１２、、试样分别放入温度为３ ℃、量分数为５的ＮａＩ０质Ｃ溶液中，验周期为１个月，６试每ｄ换一次盐水，并分对其
ｍＶ／。ｓ
２３组织和形貌研究．
利用扫描电镜（Ｅ观察铝合金在含ＨＦｓＭ）ｇ离子
的Ｃ（。。ＫＭｎ溶液中不同成膜时间的表面形ｅ年第３４）００期（１卷

绿色缓蚀剂对金属铝的缓蚀性能研究进展

第47卷第12期2019年6月广　州　化　工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.12Jun.2019绿色缓蚀剂对金属铝的缓蚀性能研究进展*刘云霞,文家新(重庆工业职业技术学院,重庆　401120)摘　要:两性金属铝因其优异性能而广泛应用于电工电子等多个领域,但当pH<5时或pH>9时,铝会被腐蚀,这两种情况下都需要添加缓蚀剂来减少铝的腐蚀㊂本文首先介绍了缓蚀剂的概念及分类,然后综述了缓蚀剂对金属铝在不同介质中的缓蚀作用机理,接着综述了绿色缓蚀剂对金属铝在不同介质中的缓蚀性能的研究进展,总结其缓蚀规律㊂展望了将来金属铝基绿色缓蚀剂的具体发展方向㊂关键词:绿色缓蚀剂;铝;缓蚀性能　中图分类号:TG17 　文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)12-0027-02*基金项目:重庆市教委科学技术研究项目(KJ1603011)㊂第一作者:刘云霞(1985-),女,博士,副教授,主要研究方向为缓蚀剂㊁电池㊂Research Progress on Corrosion Inhibition of Green CorrosionInhibitors for Aluminium Metals *LIU Yun -xia ,WEN Jia -xin(College of Chemistry and Pharmaceutical Engineering,Chongqing 401120,China)Abstract :Aluminum has excellent character and is used widely for many fields,such as electrical and electronical.However,when pH<5or pH>9,aluminum will be corroded,corrosion inhibitors should be added to reduce the corrosion of aluminum.The concept and classification of corrosion inhibitor were introduced.Then the inhibition mechanism and research progress of green corrosion inhibitor on corrosion inhibition of aluminum in different media were reviewed,and the corrosion inhibition law of green inhibitor was summarized.The development trend of green corrosion inhibitor for aluminum was prospected.Key words :green corrosion inhibitor;aluminum;corrosion inhibition property金属铝具有密度小㊁质量轻㊁外观美㊁比强度高㊁导电性好㊁易于成型等优点,广泛应用于电工㊁电子㊁化工㊁航空㊁建材㊁交通等领域及日常生活中㊂相对其他金属而言,金属铝具有较好的耐腐蚀性能,因为它能在空气中形成一层致密稳定的氧化膜,阻止Al 的进一步氧化,但这层膜是两性氧化物,只有在pH 介于5~9之间时才能保持稳定㊂当pH<5时,这层膜会大量溶解生成Al 3+;当pH>9时,则会生成AlO 3+2,这两种情况下都需要添加缓蚀剂来减少铝的腐蚀[1]㊂早期缓蚀剂多为无机缓蚀剂和有机类的纯化学品缓蚀剂,如铬酸盐㊁亚硝酸盐㊁磷酸盐及一些含氮类㊁磷类化合物等,大多有毒,且其残留物难于降解,严重危害环境及人类健康㊂随着人们环保意识的加强和对社会发展可持续性的要求,研究和开发出环境友好型缓蚀剂,是缓蚀剂的研究的重要方向之一[2]㊂从天然植物中提取绿色缓蚀剂,不仅成本低㊁来源广,且在低毒,低残留及后续处理方面有着突出的优越性,在缓蚀剂研究领域中具有重要地位,成为近年来国内外化学㊁水处理等领域研究的热点课题和绿色缓蚀剂研究的重要方向[3]㊂1　缓蚀剂的概念及分类缓蚀剂是一种指以适当的浓度和形式存在于介质中的可以防止或减缓金属腐蚀的纯净物或混合物㊂加入微量或少量缓蚀剂可使金属在介质中的腐蚀速度明显降低直至为零,同时金属的物理机械性能保持不变㊂按化学成分,缓蚀剂可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂㊂一般而言,无机金属缓蚀剂必须容易与金属发生氧化反应,在金属表面形成一层不能渗透的氧化膜,从而阻止介质中的离子与金属的进一步相互作用,延缓金属在介质中的溶解㊂但大多数无机缓蚀剂的毒性大,例如铬酸盐㊁亚硝酸盐㊁硅酸盐等都具有较大的毒性㊂有机缓蚀剂则必须含有杂原子或者双键,具有大比表面积,活性中心等等,这样通过吸附作用能在金属表面形成一层覆盖层,从而隔绝金属与外界活性离子的接触㊂大多数有机缓蚀剂的价格较高,成为阻止其可持续发展的关键因素㊂近年来,从天然植物中提取新型高效㊁环境友好型的绿色缓蚀剂已成为未来缓蚀剂的发展方向㊂2　缓蚀剂对铝在不同介质中的缓蚀机理概述缓蚀剂对铝表面的保护作用机制大致有三种类型:吸附型㊁扩散型㊁表面变化型㊂在酸性介质中缓蚀剂的作用机理主要是吸附型㊂吸附型缓蚀剂主要通过物理吸附及共价键的化学吸附,在分子表面形成牢固的吸附膜隔离介质与金属,进而抑制金属的腐蚀,如含氮的有机物(亚胺㊁胺㊁偶氮化合物等)㊁含硫化合物(硫醇㊁硫脲㊁噻吩及衍生物等)㊁含氧有机化合物28　广　州　化　工2019年6月(丁醇㊁醛㊁癸二酸盐㊁酯㊁酮等及衍生物等)㊂在碱性介质中缓蚀剂的作用机理主要是扩散型㊂扩散型缓蚀剂分子主要作用于金属的全表面,通过增大局部微电池内的电阻,降低腐蚀电流,进而抑制铝的腐蚀受到,如动物胶㊁海藻酸钠㊁阿拉伯胶㊁琼脂等高分子有机物㊂在中性介质中缓蚀剂的作用机理主要是表面变化型缓蚀剂,缓蚀剂分子通过与金属发生化学反应生成反应物覆盖在金属表面上,如硅酸盐㊁铬酸盐㊁磷酸盐等无机化合物,及具有螫合作用的一些有机化合物,如铜铁灵㊁甘氨酸㊁羟基喹啉衍生物等㊂3　绿色缓蚀剂对铝在不同介质中缓蚀性能研究进展3.1　酸性介质盐酸或磷酸在工业上常用作除垢剂㊁电化学蚀刻剂和抛光剂,此时,必须添加缓蚀剂阻止Al的腐蚀㊂Deng等[4]采用先用80%乙醇回流后用石油醚萃取后再蒸馏得到黑棕色提取物,研究结果表明该缓蚀剂在Al表面遵循Langmuir等温吸附曲线,极化曲线表明该提取物对Al在盐酸介质中表现为阴极极化,阻抗分析表明在1mol/L盐酸中,温度为20℃,缓蚀剂的浓度为1g/L,缓蚀效率为93.6%㊂文献[5]采用失重法和电化学技术研究了巴戟天属菘蓝叶提取物对Al在0.5mol/L盐酸介质中的缓释行为,当温度为303K,缓蚀剂的浓度为7%㊁浸泡时间为2h,缓释效率为96.72%㊂随着温度和盐酸浓度的增加,缓蚀剂的缓蚀作用下降㊂热力学参数表明缓蚀剂分子在Al表面的物理吸附遵循Langmuir等温吸附曲线㊂Umore等[6]采用失重法研究了在30~60℃时酒椰橡胶分泌物对Al在盐酸介质中的缓释行为㊂缓蚀效率随缓蚀剂浓度的上升而升高但随着温度的上升而下降㊂热力学参数表明缓蚀剂分子在Al表面的物理吸附遵循Temkin等温线㊂Rao等[1]采用极化和电化学阻抗谱技术研究了芫荽果提取物在1mol/L的磷酸介质中对铝的缓蚀行为,发现缓蚀剂的缓蚀作用受其浓度和温度影响㊂该提取物在金属表面的行为遵循Langmuir等温吸附曲线,极化测试表明该缓蚀剂在铝表面是物理吸附,属于混合型缓蚀剂,在30℃,缓蚀剂的浓度为500ppm 时,缓蚀效率可达到72.75%㊂Rao等[7]研究了藤黄提取物在在1mol/L的磷酸介质中对铝和6063铝合金的缓蚀行为,发现刚开始时混合吸附,后面是化学吸附,在50℃,缓蚀剂的浓度为500ppm时,缓蚀效率可达到93.04%㊂李楠等[8]采用浸提旋蒸法得到了麻竹竹叶提取物,研究该提取物在1mol/L硝酸溶液中对金属铝的缓蚀行为㊂研究结果表明,麻竹竹叶提取物对铝的缓蚀效率随缓蚀剂浓度的升高而增大,在铝表面的吸附遵循Langmuir等温吸附㊂极化曲线结果表明,该缓蚀剂为混合抑制型缓蚀剂㊂3.2　碱性介质Namrata等[9]研究了辣木树㊁三木果树㊁芒果树的树干提取物对铝合金在1M氢氧化钠的缓蚀行为㊂在303K下,在这三种提取物中,辣木树树干提取物浓度为0.6g/L时表现出最大的缓蚀效率,约为85.3㊂极化曲线表明三者均为混合型缓蚀剂,遵循Langmuir等温吸附曲线㊂该小组还[10]采用电化学阻抗,动电位极化和线性极化电阻技术研究了大麻㊁萝芙藤㊁柠檬㊁番荔枝㊁鸭嘴花五种植物叶子提取物对铝合金在1mol/L NaOH溶液的缓蚀行为㊂其中,萝芙藤表现出最大的缓蚀效率,当其浓度为0.2g/L,缓蚀效率为97%㊂文献[11]采用失重法研究了腰果酚对铝在NaOH溶液中的缓蚀行为,结果表明:腰果酚对铝在NaOH溶液有较好的缓蚀作用,且缓蚀效果随腰果酚含量的增大而增大,在5%NaOH溶液中加入0.04g/mL的腰果酚时,失重率为4%㊂　3.3　中性介质Deyab[12]采用迷迭香萃取物来控制生物柴油中铝的腐蚀㊂采用失重法和极化法测定其缓蚀效率㊂缓蚀剂的效率随着缓蚀剂的浓度增加而升高随着温度的降低而升高㊂缓蚀剂在铝表面遵循Langmuir等温吸附曲线㊂极化测试表明迷迭香萃取物是一个以阳极极化为主的混合型缓蚀剂㊂在常温下,该缓蚀剂的浓度为0.5g/L,该缓蚀剂的缓蚀效率为95.7%㊂4　结　语目前,对环境友好型金属缓蚀剂的研究已经非常丰富,但大多是对钢铁在不同介质中的缓蚀作用的研究,对于Al在不同介质中的缓蚀研究相对较少,尤其是缓蚀机理的研究,绝大部分观点和解释还只是推测,没有很明确的实验支撑和较完善的理论体系㊂因此,未来可对Al在不同介质中的缓蚀机理进行更全面㊁更深入的研究㊂另外,对绿色植物提取物缓蚀剂的研究方面,至今还没能确定具体是什么活性成分在起作用,可能是多种成分相互作用的结果,也可能是某一单一组分,今后可通过现代先进的仪器分析技术对绿色植物提取物缓蚀剂进行更深入研究,得到更高效的绿色植物提取物缓蚀剂㊂在当今倡导可持续发展的大环境下,绿色缓蚀剂将具有较广阔的应用前景㊂参考文献[1]　D Prabhu,P Rao.Coriandrum sativum L.-A novel green inhibitor forthe corrosion inhibition of aluminium in1.0M phosphoric acid solution [J].J Environ Chem Eng,2013,1(4):676-683.[2]　范洪波.新型缓蚀剂的合成与应用[M].北京:化学工业出版社,2003,15(6):2-5.[3]　S A Umoren,I B Obot,E E Ebenso,et al.The Inhibition of aluminumcorrosion in hydrochloric acid solution by exudate gum from Raphia hookeri[J].Desalination,2009,250:225.[4]　S D Deng,X H Li.Inhibition by Jasminum nudiflorum Lindl.leavesextract of the corrosion of aluminium in HCl solution[J].Corros Sci, 2012,64:253-262.[5]　K Krishnaveni,J Ravichandran.Effect of aqueous extract of leaves ofMorinda tinctoria on corrosion inhibition of aluminium surface in HCl medium[J].Trans Nonferrous Met Soc China,2014,24:2704-2712.[6]　S A Umoren,I B Obot,E E Ebenso,et al.The Inhibition ofaluminium corrosion in hydrochloric acid solution by exudate gum from Raphia hookeri[J].Desalination,2009,247:561-572.[7]　D Prabhu,P Rao.Adsorption and inhibition action of a novel greeninhibitor on aluminium and6063aluminium alloy in1.0M H3PO4 solution[J].Procedia Materials Science,2014,5:222-231. [8]　李楠,刘祥义,刘建祥,等.麻竹竹叶提取物对铝在HNO3介质中的缓蚀性能[J].清洗世界,2016,32(6):5-8.[9]　Chaubey N,Savita,Singh V K,et al.Corrosion inhibition performanceof different bark extracts on aluminium in alkaline solution[J].Journal of the Association of Arab Universities for Basic&Applied Sciences, 2016,22(C).[10]Chaubey N,Yadav D K,Singh V K,et al.A comparative study ofleaves extracts for corrosion inhibition effect on aluminium alloy in alkaline medium[J].Ain Shams Engineering Journal,2015,8(4): 476-483.[11]陈玉,王强伟.腰果酚对铝在酸/碱体系中缓蚀作用的研究[J].广州化工,2014,42(5):51-53.[12]M A Deyab.Corrosion inhibition of aluminum in biodiesel by ethanolextracts of Rosemary leaves[J].J Taiwan Inst Chem E,2016,58:536-541.。

国内耐蚀铸铝合金的发展

国内耐蚀铸铝合金的发展
刘徽平，温嵘生，魏梅红
（江西理工大学材料与化学工程学院，江西赣卅４００Ｉ１０）３
摘要：阐述了耐蚀铸铝合金从Ｚ３１Ｚ３５再到Ｚｌ５Ａ一２ＳＬ０到Ｌ０Ｌｌ、１一ｉＭｇ３型合金的发展过程，对各类耐蚀铸铝合
铝与铝合金因其密度小、外观色泽好、价格低廉
而成为优良的轻型结构材料，耐蚀铝合金是铝合金
硅Ａ— ｇＳ系耐蚀铝合金的发展过程、对各系耐ＩＭ — ｉ
蚀铸铝合金的成分特点、组织组成及性能特点进行分析与ห้องสมุดไป่ตู้比较。
中的一种．广泛用于船舶、腐蚀性大气环境下长期使
用的构件等领域。其合金化是通过在纯铝中加入合金元素提高强度并保持较好的耐蚀性能。耐蚀铝合
。
年代研制的Ｚ３１Ｌ０改进型Ｚ３５合金。该合金含Ｌ０
Ｍｇ．９０加ｚ７５％～．％、ｎ及加入辅助元素Ｂ、ｉｅＴ，但
Ｍｇ的加入使合金表面有一层高耐腐蚀性的尖晶石
（１。ＭＯＸｎｍ膜。Ａ：－ｇ・ＲＯ）在海水介质中有很高的耐０腐蚀性，Ｍ且ｇ的原子半径比Ａ大１％，１３容易产生固溶强化；Ｌ０合金的主要成分为４％５％ＭＺ３３．．ｇ５５和０８１％Ｓ，．％－．ｉ３其实是Ａ — — ｉｌＭｇｓ系合金，中镁其在铸态下一部分固溶于固溶体、一部分生成Ｍｇｉｎ主要是形成四元化合物ＡＦＭＳ，降低：，ＳＭ１ｅｎｉＦ的有害作用。Ｌ０合金中的（＋ｇｉｅＺ３３ａＭ２）Ｓ共晶体可以改善合金的铸造性能。

铝合金表面处理对耐蚀性能的影响

铝合金表面处理对耐蚀性能的影响现代工业中，铝合金作为一种重要的结构材料被广泛应用。

由于它们的轻量化和高强度特性，应用各种铝合金制造的车辆、飞机、建筑、电子设备等具有非常广泛的市场需求。

然而，铝合金在使用过程中，由于受到环境的腐蚀和氧化作用，可能会引起其机械性能下降、外观降低和甚至是结构破坏。

因此，为了保障铝合金的使用寿命和产品质量，针对表面处理剂进行研究和开发已经成为了一项必须的任务。

铝合金的表面处理方法有很多种，如机械抛光、化学处理、电化学处理、阳极氧化等。

其中，阳极氧化作为一种表面处理方法，已经得到了广泛的应用。

此外，阳极氧化处理的铝合金具有良好的耐蚀性能，可以得到良好的防腐效果，因此已经成为了不可替代的表面处理工艺之一。

在阳极氧化处理铝合金表面时，可以通过不同的工艺参数来控制得到不同的膜层结构，从而得到不同的膜层厚度和表面形貌。

这些参数包括电解液浓度、电解液温度、电解液的pH值、阳极电流密度等。

超过300个阳极氧化参数可以被调整，以控制铝表面的颜色、光泽度、硬度和其他物理特性。

阳极氧化膜层厚度和表面形貌对膜层的耐蚀性能有着非常重要的影响。

当阳极氧化膜层较厚时，铝表面可以形成更多的孔洞，这些孔洞可以提高涂层和铝之间的密着性，从而增强防腐能力。

此外，当阳极氧化膜层厚度达到一定值时，涂层和铝之间的物理连接可以逐渐变成化学连接，这样涂层的附着力可以得到更好的保证。

当阳极氧化处理对铝合金表面形成一层致密的氧化皮层时，这层氧化皮层可以作为防腐涂料的基础，以减少潮湿条件下的腐蚀。

同时，这层氧化皮层也可以起到一种提高铝合金表面硬度的作用，从而大大提高铝合金的强度和耐磨性。

经过阳极氧化处理的铝合金表面具有更好的抗腐蚀性能，但其性能不同于某些防腐涂料。

阳极氧化表面处理通常用于长期使用的构件，这既可以减少材料更换上的开支，也可以提高产品的使用寿命。

但在使用中一旦表面膜层破损，相应的铝合金仍会裸露并失去耐腐蚀性，因此，适当的涂层是必要的。

6×××系铝合金中第二相Mg_2Si的局部腐蚀机理研究

6×××系铝合金中第二相Mg_2Si的局部腐蚀机理研究
6×××系铝合金由于易加工成型,且具有密度低、铸造性能优良,耐蚀性能较强等优点,在航天、轨道交通等领域得到了广泛的应用。但是在提高合金综合性能的同时,由于加入的合金元素溶解度较低,容易在合金中形成第二相,例如Mg2Si, 这些第二相和基体的电化学性质不同,容易和周围基体发生电偶腐蚀,大大降低了材料的服役寿命。
碱性溶液中产物膜外层主要为Mg（OH）2和MgO,中间层主要为MgO、单质Si以及少量SiO2、Mg（OH） 2,内层以MgO和单质Si为主,含有少量 SiO2。采用灵敏度因子法进行定量分析同样证明了 Mg2Si在酸性溶液中会发生Mg的选择性溶解,而在碱性溶液中Mg不溶解。
内层则以金属态的Mg和单质Si为主,含有少量MgO和 SiO2。近中性条件下,产物膜外层主要为Mg（OH） 2、MgO和少量MgCO3、MgCl2,中间层为MgO、Mg（OH） 2和Si的氧化物,内层以金属态的Mg、单质Si为主, 同时含有少量MgO以及SiO2。
EDX分析表明正是由于酸性和近中性条件下Mg2Si中的Mg会发生选择性溶解,从而引起Si在表面富集,使得纯铝在腐蚀后期表面发生局部腐蚀。XPS分析发现,酸性溶液浸泡后的产物膜外层主要为Mg的二价化合物和SiO2,中间层仍以Mg的二价化合物为主,同时存在MgO和SiO2</sub2Si 在腐蚀的初期相对纯铝作为阳极,随着反应的进行,纯铝逐渐转化为阳极。碱性条件下Mg2Si则相对于纯铝一直作为阴极。

铝合金材料在航空航天领域中的应用研究

铝合金材料在航空航天领域中的应用研究航空航天领域一直是世界科技发展的前沿领域，需要运用先进技术与材料来保障航空器在危机中的性能、重量和安全。

铝合金材料作为一种轻量、高强度和耐腐蚀性能优良的材料，在航空航天领域中得到了广泛应用。

本文将介绍铝合金材料在航空航天领域中的应用研究，包括其特性、制备技术、以及正在研究的前沿。

一、铝合金材料的特性铝合金材料是以铝为主要成分的合金，其中掺杂了其他元素，如铜、镁、锌等。

它的密度远低于其他金属，如钢和钛合金，同时其强度也比这些材料高。

由于其特殊的性能，铝合金材料被广泛应用于航空航天领域的制造中，如航空器中的机身、翼、发动机部件等。

此外，铝合金材料还具有优良的可成型性和耐腐蚀性，可以满足飞行器制造中的高要求。

二、铝合金材料的制备技术铝合金材料的制备技术主要包括熔炼、挤压、锻造、粉末冶金、等离子喷涂等。

其中，薄板及粉末冶金材料制备技术因其能够满足生产成本和良好的变形性能而被广泛运用于航空航天领域中。

在薄板制备中，薄板的厚度通常在0.2mm到6mm之间，其制备方法一般包括顶轧、轧制和挤压等。

具体来说，顶轧方法将铝板材与另一种金属薄片经过热轧以制备出一个复合材料。

而轧制方法以金属拉伸、挤压和弯曲等方式来获得所需厚度的铝板。

最后，挤压方法可以通过同时应用高温和高压来将铝同其他合金化材料复合在一起以制备出铝板材，这种方法应用广泛。

三、铝合金材料在航空航天领域的应用铝合金材料在航空航天领域的应用主要包括飞机机身、翼、起落架和发动机等部件。

在飞机机身方面，铝合金材料被用于制造大型铝合金蒙皮。

在这种情况下，将大型铝合金薄板用冲压成形的方法制成一个结构完整的飞机机身部件，以确保其强度和重量符合航空器设定的标准。

在翼部分，铝合金材料被用于制造高强度的结构组件，以确保它们在飞行中的危机中保持形状和轮廓。

铝合金材料在发动机和航空电子中也有广泛的应用，以确保它们在不同的工作条件下保持其需要的性能。

7055 （7A55）铝合金研究进展

作者简介：牟春（1966-），男，四川巴中人，高级工程师，主要从事金属检测及物理学研究。

收稿日期：2021-01-107055（7A55）铝合金研究进展牟春，温庆红，林顺岩，冯旺，李霜（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆401326）摘要：7055（7A55）铝合金是在7150合金的基础上，通过提高Zn/Mg 比值、进一步降低杂质含量而开发出来的合金化程度更高、强度更高、综合性能较优的变形铝合金。

国外自上世纪80年代起步研究，美国1991正式注册，并获得广泛应用。

国内研究起步较晚，工业化应用较少，有文献对该合金的综述性报道已超过十年。

本文从合金成分设计及优化、均匀化热处理工艺、热加工工艺、固溶热处理工艺、时效工艺、形变热处理工艺等方面介绍了7055（7A55）合金的研究现状及最新进展。

关键词：7055（7A55）铝合金；成分；均匀化；热处理；力学性能；晶间腐蚀；剥落腐蚀中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2021）06-0003-06doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2021.06.010前言高强铝合金是航空工业主要的结构用材之一。

随着现代航空业的高速发展，要求航空结构材料具有更高的强度、更好的断裂韧性和更优的抗应力腐蚀开裂性能和抗疲劳性能。

国外铝工业界不断开发出性能优异的新型铝合金，7055（7A55）合金是目前变形铝合金中强度最高的合金。

20世纪80年代，美国Alcoa 公司在7150合金的基础上，通过提高Zn/Mg 比值、进一步降低Fe、Si、Mn 等杂质含量，成功开发了一种新型超高强7055合金，并研制出T77热处理工艺，于1991年注册，但具体的T77工艺专利技术高度保密。

通过RRA 热处理工艺生产的7055-T77合金的强度比7150高10%，比7075高出30%；且其断裂韧性较好，抗疲劳裂纹扩展能力强。

7055-T77合金在B777和A380等先进民用飞机中获得广泛的应用，如上翼蒙皮、水平尾翼、龙骨架、座轨和货运滑轨等。

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船舶耐蚀铝合金研究进展一、铝合金的分类铝合金一共分为十个系列：一系列、二系列、三系列、……、九系列、十系列。下面分别简略介绍一下。 1、1XXX系列代表 1050 1060 1070 1XXX系列铝板又被称为纯铝板，在所有系列中1XXX系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。1XXX系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(GB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。 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。 2、2XXX系列代表2A16（LY16） 2A06（LY6）2XXX系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜元素含量最高，大概在3-5%左右。2XXX系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。我国目前生产2XXX系列铝板的厂家较少。质量还无法与国外相比。目前进口的铝板主要是由韩国和德国生产企业提供。随着我国航空航天事业的发展，2XXX系列的铝板生产技术将进一步提高。 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。 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。 3、3XXX系列代表3003 3A21为主。又可以称为防锈铝板。我国3XXX系列铝板生产工艺较为优秀。3XXX系列铝板是由锰元素为主要成分。含量在1.0-1.5%之间。是一款防锈功能较好的系列。常规应用在空调，冰箱，车底等潮湿环境中，价格高于1XXX系列，是一款较为常用的合金系列。 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。 3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件。 3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等。 3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等。 4、4XXX系列代表为4A01 4XXX系列的铝板属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料、机械零件、锻造用材、焊接材料;低熔点,耐蚀性好。产品描述: 具有耐热、耐磨的特性。 5、5XXX系列代表5052.5005.5083.5A05系列。5XXX系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空方面，比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5XXX系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。 5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致。 5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等。 5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等。 5A05 焊接结构件，飞机蒙皮骨架。 6、6XXX系列代表6061 主要含有镁和硅两种元素，故集中了4XXX系列和5XXX系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。6061的一般特点：优良的接口特征、容易涂层、强度高、可使用性好，抗腐蚀性强。 6061铝的典型用途：飞机零件、照相机零件、耦合器、船舶配件和五金、电子配件和接头、装饰用或铰链头、磁头、刹车活塞、水利活塞、电器配件、阀门和阀门零件。 7、7XXX系列代表7075 主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性。7075铝板是经消除应力的,加工后不会变形、翘曲。所有超大超厚的7075铝板全部经超声波探测,可以保证无砂眼、杂质。7075铝板的热导性高,可以缩短成型时间,提高工作效率。主要特点是硬度大。7075是高硬度、高强度的铝合金,常用于制造飞机结构及期货。它要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造。目前基本依靠进口，我国的生产工艺还有待提高。 8、8XXX系列较为常用的为8011 属于其他系列。主要功用的铝板，也应用在散热器方面，大部分应用为铝箔。不太常用。九系列与十系列为特殊用铝暂不介绍。二、铝合金材料的性能关于铝合金的特性与用途，我查找了十几种不同牌号的铝合金。现在让我来一一介绍(注意:LF为防锈铝;LY为硬铝;LC为超硬铝;LT为特殊铝;LD为锻铝) 牌号为LF21:这是应用最广的一种防锈铝，它的强度不高，不能热处理强化，在退火状态下有高的塑性，而蚀性好，焊接性好，切削加工性不良。用于制造要求高可塑性和良好焊接性、在液体或气体介质中工作的低载荷零件如油箱、油管、液体容器等;线材可制作铆钉。牌号为LF13:它耐蚀性高、焊接性能好导热性、导电性比纯铝低得多。可用冷变形加工进行强化而不能热处理强化适用于作焊接结构件。牌号为LF5/LF 10:它们为铝镁系防锈铝(LF10的含镁量稍高于LF5)强度与LF3相当，热处理不能强化，退火状态塑性高，半冷作硬化塑性中等，焊接性能尚好，LF5用于制作在液体中工作的焊接零件、管道和容器以及其它零件。LF10主要用来制造铆钉。牌号为LF6:它有较高的强度和耐蚀性，退火和挤压状态下塑性尚好，用氛弧焊的焊缝气密性和塑性尚可。切削加工性良好。用于焊接容器、受力零件、飞机蒙皮及骨架零件。牌号为LF5-1:它为不可热处理强化铝合金，有一定的强度，耐蚀性、切削性良好阳极化处理后表面美观，可加工成光学机械部件、船舶部件及导线夹等。牌号为LF2/LF3:它的强度比LF21较高，塑性与耐蚀性高，热处理不能强化，焊接性好(LF3的焊接性优于LF2)，在冷作硬化状态下的切削性较好，可抛光。用于制造在液体中工作的中等强度的焊接件、冷冲压零件和容器等。牌号为LYI:它为铆接铝合金结构用的主要铆钉材料，在淬火和自然时效后的强度较低，但有很高的塑性和良好的工艺性能，焊接性与LY 1 1相同，切削性能尚可，耐蚀性不高，广泛用作中等强度和工作温度<100 ℃的结构用铆钉材。牌号为LY2:它为耐热硬铝，有较高的强度，热变形时塑性高，可热处理强化，在淬火及人工时效状态下使用，切削加工性良好，耐蚀性比LD7,LD8耐热锻铝较好，在挤压半成品中，有形成粗晶环的倾向，用于制造在较高温度下工作的承力结构件牌号为LY4/LY8/LY9:它们均为铆钉用合金，LY4有较好的耐热性，可在125 ℃-250 ℃内使用，LY9的强度较高，但其共同缺点是铆钉必须在淬火后2h-6h内使用。LT8适用于制作中等强度的铆钉。牌号为LY10:它有较高的剪切强度，铆接过程不受热处理时间的限制，但耐腐性不好。工作温度不宜超过100 ℃。牌号为LY 1 1:它是应用最早的一种标准硬铝，中等强度，可热处理强化，在淬火和自然时效状态下使用，点焊性能良好，气焊及氩弧焊时有裂纹倾向，热态下可塑性尚可，切削加工性在淬火时效状态下尚好，耐蚀性小高。用于制作中等强度的零件和构件，冲压连接部件，局部墩粗的零件(如螺钉、铆钉)牌号为LY 12:它是高强度硬铝，可热处理强化，在退火和刚淬火状态下塑性中等，点焊性能好，气焊和氩弧时有裂纹倾向，抗蚀性不高，切削加工性在淬火和冷作硬化后尚好，退火后低。用于制造要求高负荷的零件以及在150 0C以下工作的零件。牌号为LY 16/LY 17:它们都是耐热硬铝，常温下强度不高而在高温下有较高的蠕变强度，热态下塑性较高，可热处理强化，焊接性能良好。抗蚀性不高，切削加工性尚好。用于制造250℃-350℃下工作的零件，板材可用于制作常温或高温下工作的焊接件。牌号为LC3:它是超硬铝铆合金，可热处理强化，剪切强度较高，耐蚀性和切削加工性尚可，铆接时不受热处理时间的限制，用于制作受力结构的铆钉。牌号为LC4/LC9:它们都是高强度铝合金，在退火和刚淬火状态下的可塑性中等，可热处理强化，通常在淬火、人工时效状态下使用，此时得到的强度比一般硬铝高得多，但塑性较低，有应力集中倾向，点焊性能良好，气焊不良，热处理后的切削加工性良好，退火状态稍差,LC9板材的静疲劳、缺口敏感、抗应力腐蚀性能稍优于LC4。用于制造承力构件和高载荷零件等。三、船舶用耐蚀铝合金的应用 3.1船舶用耐蚀铝合金历史 1891年瑞士用铝材建造了第一艘小船，经过百年的研究和发展，铝合金在船舶上的应用越来越广泛，并成为造船工业很有发展前景的材料。 20世纪40年代开发出可焊、耐蚀的A1-Mg系合金;60年代，美国对高镁铝合金采用H 116和H 117状态，解决了其剥落腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等问题，这是60年代船用铝合金开发取得的重大进步。随后，由于需要屈服强度更高的材料，在造船中又广泛应用了耐海水腐蚀性能良好的A1-Mg-Si系合金。在较长的一段时间内，船舶用耐蚀铝合金主要在A1-Mg系和A1-Mg-Si系中选择。 70到80年代，船舶结构的合理化和轻量化越来越受到重视，大型船舶的上层结构和舾装件大量使用铝合金。1981年美国波音公司船舶系统建造了6艘铝船体水翼导弹巡逻艇(PUMS),艇长40m，宽8.6 m，采用5456铝合金焊接结构。我国在80年代初，洛阳725研究所研制出新型铸造铝合金ZL115,为A1-Si-Mg-Zn系，是在A1-Si-Mg-Cu系铸造铝合金ZL105基础上发展起来的。该合金既有良好的铸造工艺性能，流动性好、热裂和疏松倾向小;又具有足够的强度和耐蚀性。ZL115合金于1983年通过中船总公司鉴定，列