首页 现货资源报价单采购信息物流需求供应链金融需求APP下载联系我们研究报告 上传报价单 快速报价
您当前的位置: 首页 > 研究报告 > 正文

铝合金具有高的比强度、比刚度、以及优良的加工性能

发布日期:2024-03-07 来源: 分享到:
 铝合金因具有高的比强度、比刚度、以及优良的加工性能,在航空、高铁、军工、汽车、建筑等重要工业领域得到了广泛的应用。

铝合金是一种活泼金属,虽然在空气中其表面能自然生成一层氧化膜,可为铝合金提供一定的腐蚀保护,但在苛刻环境下,氧化膜容易被破坏,使铝合金发生快速腐蚀。

因而铝合金在实际应用时,需施加严格的腐蚀防护措施。通常采用阳极氧化及有机涂层等措施对铝合金进行腐蚀防护,有机涂层与铝合金表面之间良好的附着力是铝合金长期腐蚀防护的前提。

然而,大部分有机涂层直接涂装在铝合金表面,其附着力较差。

因此,增强有机涂层与铝合金表面的附着力,提高有机涂层/铝合金的耐蚀性,是目前有机涂层/铝合金防腐体系的一个关键和难点。

铝合金因己成为用量仅次于钢铁的第二大金属。铝合金根据其化学成分的差异,可分为七大类,其中2系、7系铝合金具有较高的硬度,在航空、高铁等领域应用广泛。

铝的标准电极电位低,是一种活泼金属,在空气中易生成氧化铝钝化膜,可为铝合金基体提

供一定的保护作用,但在苛刻腐蚀环境下,腐蚀介质能渗透过钝化膜,并且铝合金表面氧化铝在酸性或碱性环境介质中可能发生严重的腐蚀溶解,造成铝合金基底腐蚀。

铝合金中合金成分,可以改善铝合金的机械性能,但在冶金过程中,可形成分布不均匀的金属间化合物颗粒,使得自然形成的钝化膜稳定性降低,同时与铝基体构成腐蚀电池,导致铝合金的耐腐蚀性能下降。

铝合金的腐蚀类型以局部腐蚀为主,常见的有:点腐蚀、晶间腐蚀、电偶腐蚀、缝隙

腐蚀以及应力腐蚀等。

 

点腐蚀

点腐蚀又称为孔腐蚀、点蚀,点腐蚀一般发生在易钝化的金属和合金表面。铝合金的点腐蚀通常发生在表面钝化膜的缺陷处,腐蚀坑呈针尖状。

铝合金的点腐蚀机理可以解释分为两个阶段,即萌生阶段和发展阶段。周围环境存在活性阴离子时,活性阴离子可在铝合金钝化膜缺陷位置优先发生选择性吸附,导致该处的表面状态发生改变,其钝化膜溶解速率高于形成速率,成为点腐蚀的活性点。

如果活性点不能发生再钝化,电腐蚀进入发展阶段,活性点继续生长,发展成为阳极区,而其他区域成为阴极区,形成大阴极小阳极的电偶腐蚀电池。阳极区逐渐溶解形成腐蚀孔,构成闭塞腐蚀电池,进一步促进、加速阳极的溶解腐蚀。

Natishan等研究了pH值对铝合金点腐蚀的影响,发现溶液pH值小于铝的等电点时,铝合金表面带正电,在静电的作用下,带负电具有侵蚀性的C1一更容易吸附在铝合金表面,导致铝合金表面钝化膜发生溶解,促使点腐蚀的萌发。

Tian等研究了铝合金晶粒尺寸对点腐蚀的影响,晶粒尺寸会影响铝合金点腐蚀的敏感性和扩展性,晶粒尺寸越大,铝合金表面由点腐蚀形成的孔洞越多、体积越大。

Liu等研究了乙二醇一水溶液中溶解氧含量对铝合金点腐蚀的影响,溶液中含有溶解氧时,铝合金表面可形成氧化铝薄膜;而不含有溶解氧时,铝合金表面则形成铝一醇薄膜,发生更为严重的点腐蚀现象。

此外,温度、微量元素都会影响铝合金表面点腐蚀的发生、发展。

 

晶间腐蚀

晶间腐蚀是由于晶粒和晶界区的电化学不均匀而造成的一种局部腐蚀,它具有更好的隐蔽性能,也更难被检测到,造成材料机械性能降低,是最具危险性的一种腐蚀损伤形式。

腐蚀介质的存在、沉淀相的连续分布以及沉淀相与固溶体的电势差大于100 mV是导致晶间腐蚀发生的主要原因。

Li等研究表明,稀土 Er在降低晶间腐蚀的同时,还能提高材料的机械性能。

Liu等发现6082铝合金的固溶温度会影响再结晶和亚晶粒的大小,进而改变晶间腐蚀的发展路径以及腐蚀深度。

Zhang等人发现,热处理温度对7075铝合金的晶间腐蚀有一定的影响,当热处理温度达到2000 C时,晶界沉淀相变粗,间距变宽,沉淀相优先被腐蚀。

在4000℃以上的热处理条件下,基体的腐蚀电势比晶界沉淀物低,沉淀物附近的基体首先被腐蚀。

Svenningsend等通过研究,发现在铝合金中, Cu元素的含量对铝合金的晶间腐蚀有很大的影响,当 Cu含量在0.0005%以下时,铝合金的抗晶间腐蚀的性能最好,但是当 Cu含量超过0.12%时,铝合金就具有很强的晶间腐蚀敏感性;此外,研究还表明,当晶界中的 Q、 P相形成时,容易出现晶间侵蚀。

电偶腐蚀

电偶腐蚀是指两种电负性不同的金属或者合金相互接触,电负性较低的金属优先加速腐蚀的现象,铝合金内部含有不同的合金相会导致内电偶腐蚀的发生;铝合金的电极具有很低的电势,当与其他高电势金属接触时,极易产生外部电偶腐蚀。

Zhao等研究了高铁上支撑槽6005A-T6铝合金304不锈钢连接件电偶腐蚀行为,发现更低腐蚀电位的6005A-T6铝合金在与304不锈钢形成的腐蚀电偶中,作为阳极发生严重腐蚀,表面除均匀腐蚀和点蚀形貌外,还出现了明显的晶间腐蚀开裂特征。

Liang等对铝合金/30 CrMnSiA合金钢进行了微弧氧化表面处理,发现经过微弧氧化处理后,铝合金具有校正的腐蚀电位,结果表明,该合金具有较好的耐蚀性。

Yao等对5系铝合金/907钢的电偶腐蚀行为进行了研究,发现在此腐蚀过程中,以铝合金为阳极进行了溶解,并在其表面形成了不规则的点蚀、丝状腐蚀等腐蚀现象。

 

缝隙腐蚀

缝隙腐蚀是一种常见的局部腐蚀。由于金属与金属接触或者金属与非金属接触时形成0.025~0.1 mm的缝隙,使得缝隙内外物质交换困难,导致缝隙内的金属加速腐蚀。缝隙腐蚀的机理主要有成分变化理论和IR降理论。

成分变化理论认为,缝隙腐蚀的发生是由于缝隙内外成分的差异。

二十世纪八十年代,Fontana等提出了缝隙封闭区自催化理论,认为随着腐蚀的发生,缝隙内的氧气被快速消耗,导致缝隙内外存在氧浓度差,构成氧浓差电池。

缝隙内部金属不断溶解,导致缝隙内的正电荷过剩,为了保持电荷平衡,带负电的离子向缝隙内部迁移,在缝隙内与溶解的金属离子形成可溶性氯化物,可溶性氯化物在电场作用下迁移到缝隙外部发生水解或沉淀,释放出氯离子,氯离子不断将溶解的金属离子带出,加速了缝隙内部金属的溶解。

IR降理论认为,缝隙内金属加速腐蚀是由闭塞区内电位降引起的。由于缝隙内的电流通过缝隙流向外部,缝隙内部的电阻较大,引起了较大的IR降,使缝隙内的金属从钝化区进入到了活化区,从而加速了缝隙内金属的溶解。

Zhang等研究了5系和6系铝合金的缝隙腐蚀行为,5系铝合金在缝隙口附近趋于均匀腐蚀,离缝隙较远地方趋于局部腐蚀,而6系铝合金从缝隙口向缝隙内部,局部腐蚀的发生越来越明显。5系和6系铝合金,由于含有不同类型第二相,导致缝隙腐蚀行为有着较大差别。5系铝合金的缝隙腐蚀主要是缝隙内成分变化,6系铝合金的缝隙腐蚀主要是IR降。

Zhang等研究了缓蚀剂对海水中AA2024铝合金缝隙腐蚀的影响,发现钥酸钱可在缝隙外的铝合金表面形成保护膜,但无法进入缝隙内,导致缝隙腐蚀加速;氯化饰缓蚀剂中的Ce3+具有一定的还原性,能够降低缝隙内外氧浓度差,有效抑制缝隙腐蚀的发生。

 

应力腐蚀

应力腐蚀是指金属在外力与化学介质共同作用下发生的一种脆性断裂,属于局部腐蚀,其破坏程度较大,且由于口应力的存在,会加速腐蚀进程,导致其表面缺陷向纵轴、横轴方向发展,从而形成应力断裂。

应力腐蚀一般分为孕育期、扩展期和断裂期三个阶段,孕育期所占时间最长,可占整个过程的90%,裂纹源一旦产生,很快就发生腐蚀开裂,具有很强的隐蔽性。

应力腐蚀是高强度铝合金常见的腐蚀类型。其中,氢脆理论、阳极溶蚀理论、氢脆与阳极溶蚀相互作用理论是目前 应力腐蚀研究的热点。

Umamaheshwer等认为,铝合金应力腐蚀的发生与铝合金表面吸附的氢有关,铝合金表面一部分氢原子相互结合形成氢气,剩余的氢原子吸附在铝合金表面,导致局部氢压升高,氢原子渗透到晶格内部,导致晶格脆化,在铝合金晶间形成氢脆裂纹。

LI等指出应力腐蚀裂纹的萌生点在样品边缘区域,阳极溶解使形成的裂纹快速沿着应力的方向发展。

Catherine等认为,铝合金应力腐蚀开裂的发生是氢脆和阳极溶解共同作用的结果,阳极溶解在裂纹萌生期起主导作用,而氢脆导致裂纹的进一步扩展。

【免责声明】

1、找铝天下网发布此信息目的在于传播更多信息,与本网站立场无关。

2、找铝天下网不保证该信息(包括但不限于文字、数据及图表)全部或者部分内容的准确性、真实性、完整性、有效性、 及时性、原创性等。

3、相关信息并未经过本网站证实,不对您构成任何投资建议,据此操作,风险自担。

4、如有侵权请直接与作者联系或书面发函至本公司转达、处理。

相关阅读: 研究报告 分析评论

更多>> 最新现货

  • 铝型材  T6 4811吨

    面议/吨

  • 铝型材  6063/T5K 2581吨

    面议/吨

  • 铝型材  T6 2811吨

    面议/吨

  • 铝型材  T6 3178吨

    面议/吨

  • 铝型材  6063/T5K 3128吨

    面议/吨

  • 铝型材  6063/T5K 3344吨

    面议/吨

更多>> 最新采购

  • 压铸合金锭  S37 东莞市钢必金属材料有限公司 100

    面议/

  • 压铸合金锭  ADC14 深圳市瑞弘佳金属材料有限公司

    面议/

  • 原铝   郑州市鑫鑫铝业有限公司 2000吨

    面议/吨

  • 原铝   郑州市鑫鑫铝业有限公司 2000吨

    面议/吨

  • 铝锭   1000吨

    面议/吨

  • 铝锭   1000吨

    面议/吨

  • 铝棒   1000吨

    面议/吨