6082铝合金应力腐蚀行为及机理研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wuchuanmiao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
6082铝合金具有密度低、强度高、延展性好和焊接性强等优点,已成为机械轻量化设计的首选材料。但其构件通常会涉及到弯曲、拉伸等变形模式,在某些服役条件下易发生腐蚀失效。例如,由6082铝合金制成的汽车底盘、转向节等部件在含有氯离子(Cl-)融雪剂的雪水中会发生应力腐蚀,由应力腐蚀引起的部件失效会直接影响汽车行驶的安全指数。目前,关于6082铝合金应力腐蚀行为和腐蚀机理方面的研究较少,而开展此方面研究对明确其相关部件的性能参数和提高其使用的科学性及合理性具有重要意义。为此,本文自制三点加载应力装置,结合电化学测试技术,系统地开展了6082铝合金应力腐蚀研究,得到主要结果如下:(1)通过对1.5%NaCl溶液中不同应力条件下的6082铝合金电化学测试表明,当施加应力由0%屈服强度提升至100%屈服强度时,6082铝合金腐蚀电流密度由3.422×10-7A/cm2提高到1.377×10-6A/cm2,增加了一个数量级,腐蚀路径由沿晶界方向竖直向下逐渐演化为向四周扩展并形成应力腐蚀开裂。应力作用下的6082铝合金极化曲线均出现二次钝化,并且高应力下二次钝化现象明显,这主要与钝化膜的失效形式有关。高应力会导致铝合金钝化膜在腐蚀初期出现明显缺陷,在极化电流作用下,钝化膜受到腐蚀,暴露出新的铝合金基体,新露出的铝合金基体与电解质溶液重新发生了氧化还原反应,再一次生成了钝化膜,在一定程度上又减缓腐蚀的进程,直至电极电位达到钝化膜的击穿电位,钝化膜被彻底击穿,从而在极化曲线上表现出二次钝化。(2)通过恒应力48小时浸泡实验发现,6082铝合金应力腐蚀行为与基体内第二相(AlFe MnSi、Mg2Si和单质Si第二相)密切相关。AlMnFeSi第二相会阻止位错的移动与基体的边界处存在微尺度应力集中,使AlMnFeSi自身被折断或者使周围的铝基体发生开裂,裂纹的方向垂直于拉应力;对于Mg2Si第二相,由于其自腐蚀电位明显小于铝基体,在形成的Mg2Si-Al原电池体系中作为阳极,发生阳极溶解,使其自身被腐蚀且沿第二相表面产生贯穿型腐蚀裂纹;对于单质Si第二相,其自腐蚀电位高于铝基体,形成的Al-Si原电池体系中,铝基体作为阳极更易被腐蚀,在第二相周围形成腐蚀裂纹。通过对48小时浸泡后试样进行分段阻抗测试发现,其Nyquist曲线双容抗弧的形成受电极电位E与吸附态中间产物的表面覆盖率d所控制。其中高频区容抗弧对应的状态变量为电极电位E,形成原因为双电层电容充放电的弛豫过程,低频区的容抗弧对应的状态变量为吸附态中间产物的表面覆盖率d,对应的过程为阳极反应最终生成Al3+的弛豫过程。(3)通过恒应力6082铝合金在不同pH值的溶液中电化学测试发现,应力腐蚀机理随pH升高发生了转变。pH由2增加至7时,铝合金应力腐蚀裂纹由粗大型演变为细长型,二次裂纹明显减少,应力腐蚀敏感性降低,在低pH值溶液条件下,铝合金表面断口可观察到明显的穿晶断裂行为,趋于脆化,腐蚀机理为氢致开裂;pH由7增加至12时,应力腐蚀裂纹由细长型再次演变为粗大型,最大裂纹宽度可达5微米,应力腐蚀敏感性提升,在高pH值溶液条件下,铝合金表面断口仅观察到大量韧窝,韧窝变深,趋于韧性,腐蚀机理主要是阳极溶解。
其他文献
颗粒增强铝基复合材料(SiCp/A1)作为一种造价相对低廉的金属基复合材料,目前在航空航天、电子仪表、通讯器材等行业具有巨大的应用潜力。其硬度高、强度高、耐磨性较好,同时
过渡-稀土(d-f)异核配合物在磁性、发光等方面具有优良的性质,使其在单分子磁体、发光二极管、荧光传感等领域具有很大的应用价值,然而合理控制其新结构的合成和新性能的发现仍
我国煤层气资源丰富,低阶煤煤层气资源潜力大且局部取得突破,但总体动用程度仍较低。大佛寺井田低煤阶煤层气资源较为丰富,自实施地面开发以来,施工的部分煤层气井获得一定的
高土壤电阻率地区,电力系统接地事故频发,为解决这一问题目前最常用的施工方法是,将降阻剂敷设在接地网周围,起到对接地体降阻防腐的作用,但经检测,大部分降阻剂的电阻率、缓
硫酸、磷酸等液体酸作为传统的均相酸催化剂被广泛应用于化工生产,在反应过程中虽然催化效果较好,但污染环境、腐蚀仪器、不可再生等问题局限了其使用性。随着能源短缺和环境
乳酸菌是传统食醋发酵过程中生产乳酸等风味物质的主要微生物,且对传统食醋发酵有着重要的影响。本研究从食醋醋醅中分离筛选具有优良发酵性能的乳酸菌菌株,并将其制备为发酵
副溶血弧菌是一种重要的食源性病原菌,是一种革兰氏阴性菌,感染后主要定殖在宿主的肠道。食用生的或者未煮熟携带副溶血弧菌的海鲜产品可导致急性肠胃炎,常见的感染副溶血弧
陶瓷激光打印技术是下一代建筑陶瓷装饰技术,具有广阔的发展前景和市场潜力。陶瓷激光打印对陶瓷墨粉的形貌、粒径、均匀度、固态流动性等性能有着较高的要求。为此,色料应该
鼓泡塔是一种常见的多相反应器,因其具有结构简单、液相停留时间长、传热传质效率高、操作和维护费用低等突出的优势,尤其适合反应速度慢和热效应明显的化学反应,在石化工业
车路协同系统是智能交通系统的发展方向。目前车路协同系统实际部署较少,故相关研究仍以仿真实验为主要验证手段。传统商业交通仿真系统在宏观仿真方面更为出色,而对于小型交