LY1270756061合金铝管性能腐蚀对比:铝合金质轻,比强度高,同时也具有优异的耐腐蚀性能,机械性能等,广泛被应用于军工,民用,航空航天等多个领域,尤其在航空航天领域更加占据着不可替代的位置。然而其服役的环境…
LY12 7075 6061合金铝管性能腐蚀对比:铝
合金质轻,比强度高,同时也具有优异的耐腐蚀性能,机械性能等,广泛被应用于军工,民用,航空航天等多个领域,尤其在航空航天领域更加占据着不可替代的位置。然而其服役的环境变化无常,比如自然条件(大气腐蚀),太空极端条件(宇宙风暴),海洋苛刻条件(高温冲刷腐蚀),导致其使用寿命受到了巨大的挑战,这是个核心,前沿,共性的关键问题,因此研究铝
合金材料的腐蚀行为对航天航空材料的发展起着至关重要的作用。虽然国内外研究已经颇多,但是本论文是从独特的角度研究了铝
合金板材,主要研究铝
合金板材各截面的耐腐蚀性能,其为本论文的亮点。本论文采用动电位扫描和电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy)等电化学测试
技术,对裸露的航空航天材料AA
2024,AA
6061,AA
7075三种铝
合金板材的不同截面的耐腐行为进行研究,主要研究以下几个
方面:金属材料质量是电网设备安全运行的前提,然而电网金属部件因选材不当或检验不全面、不合适,在使用过程中出现各种问题。根据电网金属材料的应用现状,通过电网金属材料分类、电网金属材料的失效分析以及完善电网金属材料检验流程等一系列的数据收集整理工作,构建电网金属材料数据库。建成的电网金属材料数据库功能模块由监督规程模块、质量抽检模块、基建监督模块、在役监督模块、台帐管理模块和基础知识模块组成,具备材料检验与监督、案例分析与学习拓展等功能,较大程度上满足了相关单位的工作需求。针对在役隔离开关,应用电网金属材料数据库,开展金属监督工作,取得了较为显著的成效。电网金属部件的腐蚀同样对电网设备安全运行构成严重威胁。针对沿海地区电网设备铝
合金部件腐蚀较严重的情况,通过盐雾试验模拟电网用典型铝
合金的海洋大气腐蚀,对铝
合金在海洋大气环境中的腐蚀行为以及腐蚀产物对铝
合金腐蚀过程的影响进行研究。运用扫描电子显微镜(SEM)和腐蚀失重,分析铝
合金腐蚀产物形貌、腐蚀动力学规律以及
合金元素对铝
合金腐蚀的影响。运用电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线,获得带腐蚀产物铝
合金的电化学特性,分析腐蚀产物对铝
合金腐蚀过程产生的影响。结果表明,对于
1060铝
合金、2A21铝
合金、3003铝
合金、
5052铝
合金、
6061铝
合金以及
7075铝
合金,这6种铝
合金的腐蚀产物在整个腐蚀过程中表现出不同的形态演化。它们的致密度随着腐蚀时间增长呈不同程度地减小。上述6种铝
合金的腐蚀失重符合幂函数规律,铝
合金表面形成的腐蚀产物对基体腐蚀具有保护作用。在整个腐蚀过程中,
7075和2A21铝
合金的平均腐蚀速度明显大于其他4种铝
合金。耐腐蚀性能为
1060铝
合金>
5052铝
合金>3003铝
合金>
6061铝
合金>2A21铝
合金>
7075铝
合金。铝
合金的
合金元素以及其形成的第二相粒子对腐蚀过程产生了不同程度的影响,使它们表现出不同的腐蚀形态。
1060铝
合金和3003铝
合金的点蚀坑呈球形,后者更大。
5052铝
合金沿着特定晶面腐蚀,形成具有大平底的蚀坑。3003铝
合金和
5052铝
合金的
合金元素对腐蚀有一定的促进作用,但蚀坑形貌影响不显著。
6061铝
合金长条状蚀坑与第二相链状分布有关。由于第二相晶界优先析出以及晶界处形成的无沉淀析出带,2A21铝
合金和
7075铝
合金发生晶间腐蚀,并出现有不同程度的剥蚀。电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线的结果表明,在此腐蚀过程中,腐蚀产物对基体的保护作用呈减弱
趋势,但减弱程度各不相同。
1060铝
合金的腐蚀产物在整个腐蚀过程中可提供良好的保护。3003铝
合金和
5052铝
合金腐蚀产物的保护作用在腐蚀前期较好,但腐蚀后期急剧下降。
6061铝
合金的腐蚀产物保护作用与3003铝
合金和
5052铝
合金腐蚀前期相同。2A21铝
合金和
7075铝
合金腐蚀产物对基体的保护作用相对较弱。腐蚀产物的保护作用与其形态结构变化有着密切关系。腐蚀产物对上述6种铝
合金的电化学行为产生影响,腐蚀过程受不同的腐蚀步骤
控制。 (a)通过金相显微观察,判断三种铝
合金板材的截面情况,从而得出轧制
方向,轧制面;(b)在溶液除氧,溶氧的条件下,通过动电位扫描,单扫,回扫的测试参数设置下,进行铝
合金各截面的耐腐蚀性能的对比;(c)通过电化学阻抗测试
技术,得出了等效电路图,进而对铝
合金各截面的耐腐蚀性能做出对比性分析。实验表明:(i)在0.01M NaCl溶液、室温、溶液溶氧条件下,从腐蚀热力学角度讲,板材的纵轧制截面(L-ST)与轧制面(L-LT)的自腐蚀电位相近,而横轧制截面(LT-ST)的自腐蚀电位相对于其它两截面时更负;从腐蚀动力学的角度讲,横轧制截面(LT-ST)的腐蚀电流密度最小,而轧制面(L-LT)的腐蚀电流密度最大。在无氧条件下,其所有的腐蚀电位都相对于有氧条件下的腐蚀电位向负的
方向移动,并且腐蚀电流密度都比有氧条件时的小,而各个铝
合金其各截面的耐腐蚀性能与其溶液溶氧条件基本一致;(ii)通过交流阻抗图谱分析,由两个容抗弧组成,高频容抗弧的直径显现了荷转移电阻的大小,而中低频容抗弧显现的是由腐蚀产物引起的扩散电阻,其腐蚀产物将会影响电极的表面状态以及电极与溶液构成的双电层中的电位分布,进而影响电极反应速度,所以其交流阻抗值由荷转移电阻与扩散电阻组成,二者共同决定交流阻抗值的大小,进而决定耐腐蚀性能的高低。通过本实验测试,可以更加清楚地知道铝
合金板材各截面的耐腐蚀性能,从而为铝
合金材料的选用以及表面处理等防护手段提供一定的理论指导。
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