高强铝合金加速腐蚀方法探究

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1、高强铝合金加速腐蚀方法探究【摘要】随着社会经济的快速发展，越来越多的高强铝合金被运用到生产和生活当中，但同时也面临着易发生局部腐蚀的难题。本文采用PH=3.0的5%NaCl+O.5%（的溶液为加速剂，对LY12和LC4两种航空航天用铝合金进行了间歇盐雾和周期轮浸腐蚀试验，探讨了两种加速方法与大气腐蚀之间的相关性，并定量评定了加速方法的加速性。【关键词】高强铝合金；加速腐蚀；试验方法；试验结果与分析中图分类号：TS912+.3文献标识码：A文章编号：传统的高强度铝合金易发生局部腐蚀，其主要的形式包括孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和剥蚀等。而这些腐蚀现象的存在，将

2、会严重影响材料自身的使用性能和寿命。因此，加强高强铝合金加速腐蚀方法的研究，在当今社会具有现实的意义。但是，实物试验和现场试验由于周期长、费用高、重现性差等方面的原因，其应用性受到很大的限制。本文采用PH=3.0的5%NaCl+O.5%（的溶液为加速剂，对LY12和LC4两种航空航天用铝合金进行了间歇盐雾和周期轮浸腐蚀试验，探讨了两种加速方法与大气腐蚀之间的相关性，并定量评定了加速方法的加速性。一、实验方法实验所用的LY12CZ.LC4CS两种铝合金板材，厚度均为2.8mm,合金中主要化学成分如表所示：间歇盐雾试验的溶液配方及试验条件为：NaCl：质量百

3、分数5%（质量百分数0.5%CC00HPH：3.0箱体温度35±5°C试样倾斜角度：与垂直成45°喷雾方式：lh间歇喷雾喷间歇盐雾试验所用设备为国产FDY/L-03型盐雾硫化腐蚀试验箱，试验主要要求参照ASTMG85-94标准进行，喷雾量控制在P2Ml/（80c）范围内。周期轮浸腐蚀试验所用溶液与间歇盐雾试验的溶液相同，其试验条件为：箱体温度：45±2°C工作室相对湿度：（90土5）%转速：15min/r试验中试样的试验面水平浸入溶液所用设备为国产LF-65周期轮浸试验箱。对腐蚀后的试样进行观察、分析和评定。采用两种方法评定腐蚀结果：定性评定和定量评定。

4、定性评定主要是看其表观及横断面的腐蚀形貌，定量评定釆用最大腐蚀深度和腐蚀失重相结合的方法。二、试验结果与分析（一）加速腐蚀方法的模拟性从试样的表观形貌上看，两种材料在两种加速方法中的腐蚀均从点蚀开始，进而发展为晶间腐蚀，最后都发生了剥蚀且在腐蚀的过程中表面均显淡黄色，两种材料在两种加速试验中腐蚀发展的过程和外场大气腐蚀的发展过程基本相吻合。图1、图2是两种铝合金材料在两种加速方法中的腐蚀失重和最大腐蚀深度随时间的变化。从图可以看出，在两种加速方法中，两种铝合金材料有类似的腐蚀动力学规律，但以腐蚀失重评估的腐蚀程度和以最大腐蚀深度评估的腐蚀程度的结果不同。

5、图1LY12和LC4铝合金在间歇盐雾试验中腐蚀程度的变化曲线图2LY12和LC4铝合金在周期轮浸试验中腐蚀程度的变化曲线就平均腐蚀失重的评估结果而言，LC4铝合金的腐蚀要比LY12的腐蚀严重；就最大腐蚀深度的评估结果而言，LY12铝合金的腐蚀要比LC4铝合金的腐蚀严重。之所以会出现这种差别，笔者认为主要是2种合金的腐蚀行为不尽相同。LC4合金中T1（）是主要沉淀相，在合金中均匀分布，另外的S（）沉淀相沿晶界分布，且在其周围沿晶界形成贫铜区。而LY12合金中的主要沉淀相是S相及9（）相，且都沿晶界分布,也在S及。相周围沿晶界形成贫铜区。因此在腐蚀环境中，对

6、LY12而言，S相和贫铜区将首先沿晶界溶解。对LC4而言，D和S在晶界和晶内同时发生腐蚀，结果使得LC4的腐蚀行为近似均匀腐蚀，而LY12呈现晶间腐蚀。从两种材料腐蚀过程中的金相照片可以发现，LY12的晶间腐蚀非常明显，在任何时候剥蚀层下面都有相当范围的晶间腐蚀；而LC4则是由点蚀较快地发展成为剥蚀，晶间腐蚀则不明显。由于晶间腐蚀对失重不敏感，腐蚀失重的大小反映不出晶间腐蚀的深度，所以出现上述2种腐蚀评估结果的差异。由此也可以看出，在实际大气腐蚀的研究中，以往的那种仅仅依靠腐蚀失重来评估腐蚀程度的做法是不全面的，必须将腐蚀深度的测量和腐蚀失重的测量结合起

7、来才能得到较准确的结果。对腐蚀深度和腐蚀失重相匹配的LC4铝合金可以侧重于简单、方便、易行的腐蚀失重的测量，而对于腐蚀深度和腐蚀失重不匹配的LY12铝合金则应侧重于最大腐蚀深度的测量。在间歇盐雾和周期轮浸试验中，由于溶液中存在等多种去极化剂，可能有多个阴极去极化反应，这些阴极反应的稳定电位会有较大差别，经计算估计均在-0.616~1.0427V之间。而此时阳极反应是A1-*即使考虑到钝化因素，该阳极的平衡电位也当在-1.5V以下。因此，在间歇盐雾试验中，喷雾时，试样相当于厚的酸性液膜下的腐蚀，停喷时，试样相当于薄的液膜下的腐蚀，2种情况下，氧均可通过液膜

8、较快地传递到金属表面，因此随液膜厚度的不同，只是去极化作用所占的比重不同，膜厚时