2024铝合金作为轻质高强铝合金被广泛应用到航空、航海、海洋钻井平台和辅助平台等领域,但在海洋环境中受到海水腐蚀的同时,还遭受波、浪、潮、流对这些构件产生低频往复应力和冲击,导致磨损腐蚀。为此,本文研究铝合金阳极氧化前后在海洋环境下的腐蚀磨损行为及机理。为海水腐蚀磨损环境材料的选择提供理论基础。采用往复式销盘摩擦试验机和电化学工作站研究了2024铝合金及其阳极氧化膜在海水环境下的腐蚀磨损行为。用动电位扫描法研究了材料腐蚀磨损前后的电化学行为,用扫描电子显微镜(SEM)观察阳极氧化膜的微观形貌和磨损表面形貌,用X射线光电子谱(XPS)检测了磨损表面元素价态。本文通过施加阴极保护电位,得到在腐蚀摩擦环境不变的情况下,屏蔽腐蚀因素,单纯研究机械磨损,并按照ASTM G119-09标准计算腐蚀与磨损的交互作用和磨损量。结果表明:对于2024铝合金基体,在海水中摩擦以磨粒磨损和粘着磨损为主要磨损机理。摩擦过程中,腐蚀速率加快,即磨损促进腐蚀;同时随着表层氧化膜的破损,铝基体暴露在海水中,沿晶界分布的偏析相θ相和S相同铝基体形成复杂的电偶电池,发生电化学腐蚀,引发晶间腐蚀,在交变应力作用下导致应力腐蚀开裂(SCC),发展成裂纹,导致材料的剥落速度加快,腐蚀加速磨损。在海水环境下2024铝合金腐蚀磨损过程中磨损作用明显大于腐蚀作用,力学因素是造成腐蚀磨损失重的主要因素,同时腐蚀与磨损的交互作用也是不可忽视的,腐蚀与磨损的交互作用主要体现在腐蚀对磨损的促进作用。对于阳极氧化处理后的铝合金,其耐腐蚀磨损性能大幅度提升。相同工艺下,随氧化时间增长,氧化膜厚度增加,孔径增大,但硬度降低。相比之下,氧化30min后得到的阳极氧化膜结构即AO-30阳极氧化膜具有较好的耐磨性的同时,耐腐蚀性最佳。对于AO-30阳极氧化铝,在海水中摩擦时,腐蚀作用的存在会加速氧化膜的破损,即腐蚀促进磨损,同时摩擦作用又会导致腐蚀电流密度的增大,即磨损促进腐蚀。当载荷较小时,单一的力学因素对氧化膜的破坏磨损很小,在海水环境下,由于腐蚀因素的存在,出现点蚀或应力腐蚀开裂,为氧化膜磨损脱落提供裂纹源,加速磨损,故此时腐蚀对磨损的促进约占总磨损量的一半;但载荷较大时,力学因素对氧化膜的破损越严重,开始占主导因素,总磨损量上升的同时,腐蚀磨损交互作用所占的比例下降。