基于SR-CT技术的时效处理及粗晶环对2024铝合金剥蚀行为的影响规律及机理研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong456
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在2024铝合金的实际生产过程中,某些时效处理以及粗晶环的出现会极大的增加其剥蚀敏感性,严重的限制了铝合金在工业领域中的应用。因此,研究时效处理及粗晶环对铝合金剥蚀行为的影响规律及机理对于耐蚀铝合金的研制及发展相关防腐技术具有重要意义。剥蚀常萌生于铝合金内部,常规的表征手段在分析材料内部的腐蚀过程上还存在一定的短板。近年来,同步辐射X射线断层扫描(SR-CT)技术得到了快速的发展,这种技术能够无损的获取材料内部的三维信息,从而实现材料内部组织结构演化尤其是腐蚀裂纹开裂过程的三维可视化,这为铝合金剥蚀行为的研究提供了便利条件。本文首先通过实验室剥蚀加速实验研究了时效处理对2024铝合金剥蚀行为的影响规律,随后利用SR-CT技术分析了不同时效态铝合金内部第二相以及晶间腐蚀裂纹的三维分布形态,进而综合讨论了其剥蚀开裂机理。结果表明,固溶态以及峰值时效态2024铝合金具有较高的剥蚀敏感性,而过时效态试样的剥蚀敏感性很低。时效处理显著的影响了铝合金中第二相的数量和分布,沿晶界连续分布的第二相会促进晶间腐蚀的扩展,反之,间隔断续分布的第二相会阻碍晶间腐蚀的扩展。腐蚀产物在腐蚀裂缝处的塞积导致的楔形外推力是剥蚀开裂的重要机制,腐蚀裂纹的数量越多,尺寸越大,腐蚀产物堆积的速度就越快,产生的楔形外推力就越大,试样的剥蚀敏感性也就越高。本文还分析了粗晶环组织对2024铝合金剥蚀行为的影响规律,并利用SR-CT技术跟踪了铝合金剥蚀开裂过程中腐蚀产物的三维形态演化,进而综合讨论了其剥蚀开裂的机理。结果表明,粗晶环组织和细晶组织的开路电位差值达到了60 m V,粗晶环组织具有更负的自腐蚀电位和更大的腐蚀电流密度。在腐蚀介质的作用下,粗晶组织与细晶组织极易形成腐蚀电偶从而加速粗晶组织的腐蚀,并在粗晶组织与细晶组织之间的交界处产生了大量的腐蚀产物,铝合金在楔形外推力的作用下发生了剥蚀开裂。此过程中细晶组织的腐蚀程度远不及粗晶组织。
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