5A06铝镁合金海水腐蚀电化学特性

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1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaSep．252015V01．36No．93147-3154ISSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：#hkxb．buaa．edu．Cflhkxb@buaa．edu．cn5A06铝镁合金海水腐蚀电化学特性张艾艾，何晶靖*，刘天娇，张卫方北京航空航天大学可靠性与环境工程技术(国防科技)重点实验室，北京100191摘要：对5A06铝镁合金进行海水腐蚀实验，测试腐蚀不同时间后的电化学阻抗谱和极化曲线。结合微观形貌，定性分析阻抗谱和极化曲线的

2、变化规律；进而建立等效电路模型，并采用ZsimpWin拟合给出各等效元件的值，定量分析其变化规律。另一方面，利用极化曲线外延法计算腐蚀不同时间后的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度，从而得到瞬时腐蚀速率的变化规律。结果表明：没有经过腐蚀的5A06铝镁合金在海水中的阻抗谱呈现双容抗弧特征；腐蚀1天后，随时间的延长，单一容抗弧呈现出先增大后减小的趋势。在整个腐蚀过程中，自腐蚀电流密度和腐蚀速率先减小后增大；腐蚀1天相对未经腐蚀的样品腐蚀电位(E⋯)有所升高，随后逐渐下降，最终又呈现上升的趋势。关键词：5A06铝镁合金；海水腐蚀；电化学阻

3、抗谱；极化曲线；腐蚀速率中图分类号：V252．2；TB31文献标识码：A文章编号：1000—6893(2015)09—3147—085A06铝镁合金属于A1一Mg系铝合金，材料密度小，塑性好，易加工，能充分满足产品高度集成化、轻薄化、微型化等要求，被大量用于制造飞机机体和运载火箭箭体结构，是航空航天工业的主要结构材料口。2]。例如，因其具有中等强度并且冷变形可提高其强度，常被用做航天器的蒙皮抵御空间碎片的超高速撞击[2]。林木森等D1针对航天器Whipple防护结构进行超高速撞击特性研究时，防护屏和舱壁材料均采用5A06铝镁

4、合金。此外，5A06铝镁合金属于防锈铝合金，退火时焊接性、抗蚀性良好，因此在中载构件、液体容器、管道等零件中被广泛采用[4]。然而在海洋环境中，5A06铝镁合金容易发生腐蚀，如：点腐蚀、鼓泡、剥层腐蚀等，这会导致飞机结构裂纹扩展速率加快，缩短飞机的疲劳寿命[5‘6]。为此，国内外的学者对铝镁合金的腐蚀开展了广泛的研究。电化学方法(例如：电化学阻抗谱(ElectrochemicalImpedanceSpectroscopy，EIS)测试、极化测量、电化学噪声等)是研究腐蚀的一种重要手段，崔昌华等[71利用动电位极化曲线研究了含

5、Er的5A06铝镁合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀性能，结果表明Mg元素的存在形式为主要腐蚀影响因素。李劲风等∞3测量并拟合了铝合金发生剥蚀后的EIS，利用其拟合参数的变化趋势得到剥蚀的发展速度、剥蚀形貌、剥蚀表层是否脱落等信息。Aziz等[9。10]通过动电位极化曲线和阻抗谱的测量，研究并评价了SiCp／5A06金属基体复合材料铈转化膜的耐蚀性。Conde和deDamborenea[1卜12]则提出采用铝合金在EXCO溶液中浸泡时其EIS上出现2个容抗弧的时间来定量表征铝合金的剥蚀敏感性。目前，多数海水腐蚀实验采用3％～

6、5％NaCl溶液代替天然海水。然而，铝镁合金在海水腐蚀过程中有着相对特殊的腐蚀行为，Rowland和收稿日期：2014-08-11；退修日期：2014-08—27；录用日期：2014-10-28；网络出版时间：2014．11．2909：15网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／S1000—6893．2014．0305．html基金项目：国家自然科学基金(37689501)*通讯作者．Tel．：010-82314879E—mail：09722@buaa．edu．cn科用格武sZhangAA，HeJJ，

7、L讪TJ．etal．Electrochemicalfeaturesofcorrosionof5A06AI-MgalloyinseawaterCJ]÷ActaAeronauticaetAstronauticaSinica，2015．36(9)：3147-3154．张艾艾．侮晶靖，裁天娇．等．5A06铝镁合金海水璃蚀电化学特性￡JI．航空学报．2015。36(9)：3147-3154．航空学报Sep252015Vol36No．9Dexter[1朝在研究铝镁合金耐蚀性的过程中，特别分析了铝镁合金在3％NaCI溶液和人工海水中进行腐

8、蚀实验的差异，相比较而言，3％NaCl溶液由于缺少足够的HCO；-而出现腐蚀电位和阴极极化行为的偏移，即“电解质效应”。林乐耘等[141朝通过实海暴露实验发现，这种电解质效应在中国海域也存在，对铝镁合金的腐蚀行为有着显著的影响。本文采用天然海水对5A06铝镁合金进行腐蚀实验，并将天然海水作