6000系铝合金晶间腐蚀研究进展
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Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀研究进展
Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀研究进展秦富军（重庆西南铝精密加工有限责任公司，重庆401326）摘要：简述了铝合金晶间腐蚀机理，以及合金元素对Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀性能的影响。
主要介绍了合金元素、时效热处理等对Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀敏感性的影响。
大量研究表明，合金晶间腐蚀向点蚀的转变与均匀化热处理、固溶温度、冷却速率以及人工时效等因素有关，经合适的热处理后Al-Mg-Si-Cu系铝合金可由晶间腐蚀转变为轻微点蚀。
同时，展望了Al-Mg-Si-Cu系铝合金晶间腐蚀研究的发展方向。
关键词：Al-Mg-Si-Cu系合金；晶间腐蚀；合金元素；热处理；稀土中图分类号：TG146.21文献标识码：A文章编号：1005-4898（2019）05-0012-05 doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2019.05.030前言Al-Mg-Si系铝合金是可热处理强化的变形铝合金，具有强度中等、焊接性和耐蚀性良好等特点，在航天航空、交通运输和建筑等领域已得到广泛应用。
在实际生产应用中，为获得优良的Al-Mg-Si系合金力学性能，在合金化学成分设计和合金元素含量控制上，通过添加少量的Cu元素以及Si与Mg形成强化相Mg2Si后的过剩Si，形成了强度更高的Al-Mg-Si-Cu铝合金系列。
但由于Cu和过剩Si，导致该合金具有严重的晶间腐蚀（IGC）倾向。
晶间腐蚀是一种由组织电化学不均匀性引起的局部腐蚀。
晶间腐蚀破坏了晶粒间的结合力，使合金力学性能急剧下降，是铝合金最危险的腐蚀破坏形式之一。
晶间腐蚀是由于沿晶界产生连续的析出相，而晶界区域与晶粒间又存在电位差所引起的。
析出相相对于基体，可以是阳极，也可以是阴极[1]。
一般来说，当Al-Mg-Si系铝合金中Mg/Si＞1.73时，时效时晶界只析出Mg2Si粒子，铝合金基体与Mg2Si粒子电位接近，电偶腐蚀小，合金无晶间腐蚀倾向；当Mg/Si＜1.73时，时效时晶界可同时析出Mg2Si及Si粒子，其耐蚀性下降，合金存在晶间腐蚀倾向。
6000系铝合金微合金化研究进展
第43卷第5期2020年10月V ol.43No.5Oct.2020辽宁科技大学学报Journal of University of Science and Technology Liaoning 6000系铝合金微合金化研究进展徐振，徐泽，王洪斌，曲九灏，李帅，杨东亚（辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁鞍山114051）摘要：微合金化技术目前已经成为提高6000系铝合金性能的一种高效途径。
在6000系铝合金中加入适当的合金元素，可以有效改善合金的微观组织，大幅提高铝合金的综合性能。
本文对6000系铝合金中常用的微量元素Mg 、Si 、Mn 、Fe 和Cu 对该系合金组织性能的影响的相关研究情况进行了综述，并系统介绍了Y 、Sc 和La 三种稀土元素在6000系铝合金中的应用进展情况。
最后，对微合金化技术的未来研究方向和发展前景进行了展望。
关键词：6000系铝合金；微合金化；性能；组织中图分类号：TG146.21文献标识码：A 文章编号：1674-1048（2020）05-0327-05DOI ：10.13988/tl.2020.05.002在现代工业发展中，铝合金作为一种结构材料具有不可或缺的地位。
单位体积铝合金的质量比钢小2/3，具有抗腐蚀性能好、可塑性强、比强度高、焊接性能好等特质，在航天工业、武器制造、建筑工业、车辆生产、船舶制造等领域广泛应用［1-4］。
但是铝合金的强度较低，目前主要采用微合金化方式改善铝合金的材料结构和力学性能。
6000系铝合金室温条件下具有良好的抗腐蚀与抗氧化等特性，在汽车、船舶等机械制造业中应用广泛，具有很好的市场应用前景。
1合金元素在6000系铝合金中的作用在6000系铝合金中添加Mg 、Si 、Fe 、Mn 等元素，能够改变铝合金的形核过程，实现对晶粒结构的把控，提高再结晶温度，消除合金中的某些有害相，改善合金的组织与性能［5］。
1.1Mg 和Si 在6000系铝合金的微合金化中，Mg 和Si 是主要添加元素。
6×××系铝合金中第二相Mg_2Si的局部腐蚀机理研究
6×××系铝合金中第二相Mg_2Si的局 部腐蚀机理研究
6×××系铝合金由于易加工成型,且具有密度低、铸造性能优 良,耐蚀性能较强等优点,在航天、轨道交通等领域得到了广泛 的应用。但是在提高合金综合性能的同时,由于加入的合金元素 溶解度较低,容易在合金中形成第二相,例如Mg<sub>2</sub>Si, 这些第二相和基体的电化学性质不同,容易和周围基体发生电偶 腐蚀,大大降低了材料的服役寿命。
碱性溶液中产物膜外层主要为Mg（OH）<sub>2</sub>和MgO,中 间层主要为MgO、单质Si以及少量SiO<sub>2</sub>、Mg（OH） <sub>2</sub>,内层以MgO和单质Si为主,含有少量 SiO<sub>2</sub>。采用灵敏度因子法进行定量分析同样证明了 Mg<sub>2</sub>Si在酸性溶液中会发生Mg的选择性溶解,而在碱 性溶液中Mg不溶解。
内层则以金属态的Mg和单质Si为主,含有少量MgO和 SiO<sub>2</sub>。近中性条件下,产物膜外层主要为Mg（OH） <sub>2</sub>、MgO和少量MgCO3、MgCl2,中间层为MgO、Mg（OH） <sub>2</sub>和Si的氧化物,内层以金属态的Mg、单质Si为主, 同时含有少量MgO以及SiO<sub>2</sub>。
EDX分析表明正是由于酸性和近中性条件下Mg<sub>2</sub>Si中 的Mg会发生选择性溶解,从而引起Si在表面富集,使得纯铝在腐 蚀后期表面发生局部腐蚀。XPS分析发现,酸性溶液浸泡后的产 物膜外层主要为Mg的二价化合物和SiO<sub>2</sub>,中间层仍 以Mg的二价化合物为主,同时存在MgO和SiO<sub>2</sub<sub>2</sub>Si 在腐蚀的初期相对纯铝作为阳极,随着反应的进行,纯铝逐渐转 化为阳极。碱性条件下Mg<sub>2</sub>Si则相对于纯铝一直作 为阴极。
6×××系铝合金由于易加工成型,且具有密度低、铸造性能优 良,耐蚀性能较强等优点,在航天、轨道交通等领域得到了广泛 的应用。但是在提高合金综合性能的同时,由于加入的合金元素 溶解度较低,容易在合金中形成第二相,例如Mg<sub>2</sub>Si, 这些第二相和基体的电化学性质不同,容易和周围基体发生电偶 腐蚀,大大降低了材料的服役寿命。
碱性溶液中产物膜外层主要为Mg（OH）<sub>2</sub>和MgO,中 间层主要为MgO、单质Si以及少量SiO<sub>2</sub>、Mg（OH） <sub>2</sub>,内层以MgO和单质Si为主,含有少量 SiO<sub>2</sub>。采用灵敏度因子法进行定量分析同样证明了 Mg<sub>2</sub>Si在酸性溶液中会发生Mg的选择性溶解,而在碱 性溶液中Mg不溶解。
内层则以金属态的Mg和单质Si为主,含有少量MgO和 SiO<sub>2</sub>。近中性条件下,产物膜外层主要为Mg（OH） <sub>2</sub>、MgO和少量MgCO3、MgCl2,中间层为MgO、Mg（OH） <sub>2</sub>和Si的氧化物,内层以金属态的Mg、单质Si为主, 同时含有少量MgO以及SiO<sub>2</sub>。
EDX分析表明正是由于酸性和近中性条件下Mg<sub>2</sub>Si中 的Mg会发生选择性溶解,从而引起Si在表面富集,使得纯铝在腐 蚀后期表面发生局部腐蚀。XPS分析发现,酸性溶液浸泡后的产 物膜外层主要为Mg的二价化合物和SiO<sub>2</sub>,中间层仍 以Mg的二价化合物为主,同时存在MgO和SiO<sub>2</sub<sub>2</sub>Si 在腐蚀的初期相对纯铝作为阳极,随着反应的进行,纯铝逐渐转 化为阳极。碱性条件下Mg<sub>2</sub>Si则相对于纯铝一直作 为阴极。
铝合金交流阻抗及性能研究
4
米层次对不锈钢惰性膜的非均一性影响进行了分析， 研究了惰性膜中不同元素溶 解速率演化。作者将扫描流通池(SFC)和电感藕合等离子体质谱(ICP-MS)进行结 合。SFC 为 V 型结构，通过电解液出口同 ICP-MS 相连接，建立了电化学和光谱 信号的直观联系。通过检测电解液中不同时间和电位下元素摩尔分数的变化，并 利用法拉第定律将测量的元素浓度转化为电流密度， 从而实时测定腐蚀过程中的 元素行为，进而获得了单种元素对腐蚀性能的影响。原子探针层析技术(APT)作 为目前空间分辨率最高的分析测试手段， 可以确认原子种类并显示不同元素原子 的三维分布，经常用于沉淀相析出过程、界面原子偏聚等研究，近来有学者将 APT 应用于热处理状态的合金腐蚀性能分析， Ralston0 综合 APT 和高分辨率扫 描透射电子显微镜观察 Al-1。 1Cu-1。 7Mg(原子分数/%)固溶体在不同时效条 件下的微观结构，研究微观结构的演变过程确定析出相及合金组织，并与电化学 测试技术相结合研究合金的抗点蚀性能。White 结合光学测量技术，发明了一种 新型的腐蚀测量方法，可大批量快速测量不同溶液中试样的腐蚀性能。试验以 AA2024-T3 铝合金薄板为研究对象，将薄板和厚度方向有孔洞的聚二甲硅氧烷 块夹紧固定，然后在孔洞中滴人不同成分的溶液进行腐蚀测定。该试验方法溶液 用量较少，氧气扩散路径短，同标准浸泡腐蚀相比腐蚀速率更快。腐蚀结束后， 在侧光条件下拍摄铝合金薄板照片作为背景图层， 并在扩散灯箱中拍摄照片作为 第二个图层，反选该图层得到两个拷贝图层，可通过这两个图层区别腐蚀产物、 凹坑和未浸蚀区域。利用 Ado-bePhotoshop 对上述照片进行合成并去除照片中的 背景像素亮度，最终通过分析像素的亮度来判断合金的腐蚀性能。分析得到的合 金腐蚀性能同标准浸泡腐蚀试验结果相符合， 这表明该种测量方法可以有效替代 标准浸泡腐蚀试验，并可用于预测长时间的腐蚀浸泡。电化学噪声技术通常将两 个相同的工作电极通过零阻电流计(ZRA)相连，进而进行噪声测试。Shahidi 发现 在保持其他条件不变时改变两个工作电极的尺寸大小， 尺寸相差较大时所有的噪 声信号均来自尺寸较小的工作电极。与相同工作电极的测量数据相比，非对称电 极的测量数据具有电流暂态振幅增加、信息量增大等优点，极大地简化了噪声谱 的识别和电流噪声数据分析。
6000系铝合金组织性能的研究进展_刘宏
6000系铝合金组织性能的研究进展刘宏1,2,赵刚1,刘春明1,刘延东1,左良1(1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳110004;2.山东轻工业学院机电工程学院,山东济南250100)摘 要:介绍了6000系铝合金组织性能的研究进展,尤其是时效析出过程及其合金元素的影响、提高合金烘烤硬化性的途径以及合金固溶处理再结晶织构与成形性的研究。
对目前铝合金车身板在应用中存在的问题,提出了今后的研究方向。
关键词:铝合金;时效动力学;烘烤硬化性;再结晶织构中图分类号:T G146.2 文献标识码:A 文章编号:1000-3738(2004)06-0001-04Advances in Research on Microstructure and Propertiesof6000S eries Aluminiu m AlloysLIU Hong1,2,ZHA O Gang1,LIU Chun-ming1,LIU Yan-dong1,ZU O Liang1(1.Northeastern University,Shenyang110004,China;2.Shandong Institute of Light Industry,Jinan250100,China)A bstract:T his revies introduces advances in research o n microstructure and properties of6000series aluminiumalloys,especially aging precipitation process as well as the effect of alloy elements on the process,ways of enhancing baking hardening response and relation of recrystallization tex ture produced during the solutio n heat treatment and shaping perfo rmance.T he problems of aluminium alloy s fo r automobile body sheets in use and research direction in future are pointed out.Key words:aluminium alloy;aging kinetics;baking hardening response;recry stallization tex ture1 引 言汽车轻量化是汽车的发展方向之一,而汽车的铝合金化则是其重要手段。
2014铝合金晶间腐蚀的研究
2014铝合金晶间腐蚀的研究作者：许璐迪涂景辉王瑞楠覃瑶董立新来源：《硅谷》2014年第07期摘要本实验着重研究NaOH溶液在去除2014铝合金试样表面Al2O3过程中，对试样晶间腐蚀的影响。
NaOH溶液既能与Al2O3反应，也可以与铝反应，当用NaOH溶液清洗试样时间过长时，试样表面的铝过多的与NaOH溶液反应，使试样表面凹凸不平，造成损伤，表面缺陷增多，从而加重试样晶间腐蚀程度。
故在研究2014铝合金晶间腐蚀试验中应减少NaOH溶液清洗的时间。
关键词 2014铝合金；NaOH溶液；晶间腐蚀中图分类号：TG292 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0070-012014铝合金属于Al-Cu-Mg-Si系铝合金，2014铝合金属于高强度的铝合金，它具有较高的强度以及硬度，还具有较好的塑性和韧性。
因而广泛应用于航空航天领域，近几年也广泛用在高铁的事业上。
但是2014铝合金热处理后会出现不同程度的晶间腐蚀，大大限制了2014铝合金的应用。
所以研究2014铝合金的晶间腐蚀将会有非常大的工程意义。
1 实验假设和实验目的本实验着重研究NaOH溶液在去除2014铝合金试样表面Al2O3过程中，对试样晶间腐蚀的影响。
在进行铝合金晶间腐蚀实验中，第一步需要用NaOH溶液去除试样表面的Al2O3，以去除腐蚀过程中Al2O3对基体的保护作用。
但是NaOH溶液既可以与表面的Al2O3反应，2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+HO2；也可以与基体的铝反应，2NaOH+2Al+2HO2==2NaAlO2+3H2。
所以试样在NaOH溶液中清洗的时间是一个需要研究的课题，清洗时间过长也许会使试样表面的铝过多的与NaOH溶液反应，使试样表面凹凸不平，造成损伤，表面缺陷增多，从而加重试样晶间腐蚀程度。
因此，我们进行了NaOH溶液清洗2014铝合金时间长短不同对晶间腐蚀程度的影响实验，以验证我们的假设。
铝合金晶间腐蚀报告范本
铝合金晶间腐蚀报告范本
铝合金晶间腐蚀报告。
1.背景和目的。
为了探究铝合金晶间腐蚀的原因和机制，本报告对一批铝合金样品进行了分析和测试。
2.实验方法。
选取多个铝合金样品，在常规处理后进行了化学成份分析、金相显微镜观察、超声检测、电化学测试等一系列实验。
3.实验结果。
实验结果表明，一些铝合金样品表面存在晶间腐蚀现象。
该现象主要发生在杂质含量较高、晶粒尺寸较小的样品上。
同时，晶间腐蚀还可能由于氧化物或硫化物等外部因素的侵蚀造成。
4.结论。
铝合金晶间腐蚀的发生和杂质含量、晶粒尺寸和外部侵蚀等多种因素有关。
为了防止铝合金晶间腐蚀的发生，需尽可能减少杂质含量、增大晶粒尺寸，同时注意对杂质和外部化学物质的防护。
5.建议。
在生产和使用铝合金的过程中，需要严格控制铝合金的质量，尽可能减少杂质的含量。
对于居住在海滨等潮湿环境的地区，应当采取特殊措施确保铝合金的防护。
在铝合金的生产和使用过程中，应当注意对其进行维护和保养，及时清洗和防护，以保证铝合金产品的寿命和质量。
铝合金腐蚀速率的研究中期报告
铝合金腐蚀速率的研究中期报告1. 引言1.1 研究背景及意义铝合金作为重要的结构材料，因其具有密度小、强度高、易加工等优良特性，在航空、汽车、建筑等多个领域得到广泛应用。
然而，在服役环境中，铝合金易受到腐蚀的影响，这不仅降低了材料的性能，还可能引发安全事故，造成经济损失。
因此，研究铝合金的腐蚀速率，对于提高材料的使用寿命、保障工程安全、促进可持续发展具有重要意义。
近年来，随着材料科学和腐蚀科学的发展，对铝合金腐蚀速率的研究不断深入。
通过研究，可以揭示不同类型铝合金的腐蚀规律，为防腐蚀设计、材料选择和防腐措施提供科学依据。
1.2 研究目的和任务本研究旨在深入探讨铝合金腐蚀速率的影响因素，明确腐蚀机制，为优化铝合金的应用和防腐蚀处理提供理论支持。
具体任务包括：分析不同类型铝合金的腐蚀特性；研究腐蚀速率的计算方法；通过实验探讨溶液成分、环境因素等对铝合金腐蚀速率的影响；提出减缓腐蚀速率的有效措施。
1.3 文档结构概述本文档分为七个章节，分别为：引言、铝合金腐蚀速率相关理论、实验材料与方法、实验结果与分析、影响因素研究、研究成果与应用前景、结论。
引言部分简要介绍研究背景、意义、目的和任务，以及文档的结构；后续章节将围绕铝合金腐蚀速率的研究展开，最后总结研究成果、展望应用前景及指出研究的不足之处。
2. 铝合金腐蚀速率相关理论2.1 铝合金的分类和特性铝合金是以铝为基础，添加一种或多种合金元素（如铜、镁、锌、硅等）的合金材料。
其分类方式多样，常见的分类依据有合金元素种类、加工工艺等。
按照合金元素分类，主要可分为以下几类：•铝-铜合金：具有良好的机械性能、耐蚀性和焊接性，广泛应用于船舶、汽车制造等行业。
•铝-镁合金：具有较低的密度、良好的强度和韧性，常用于航空航天、汽车等领域。
•铝-锌合金：具有良好的耐腐蚀性和可塑性，适用于建筑、容器等制造。
•铝-硅合金：具有良好的耐磨性和耐热性，可用于汽车发动机等部件。
铝合金的特性主要包括：1.密度低：铝合金的密度约为钢的1/3，具有较好的轻量化效果。
高强铝合金应力腐蚀研究进展
研究认为， 在拉伸应力作用下， 晶界与表面相交处的水 分 与 铝 合 金 反 应 生 成 活 性 原 子 氢 ， 即 ２Ａ１＋３Ｈ２Ｏ→Ａｌ２Ｏ３＋ ６［Ｈ］。氢原子进入晶格中， 沿晶界优先偏聚， 导致晶界强度下 降， 引起开裂。Ｐｕｉｇｇａｌｉ 等［ ７］ 研究了 Ａ１Ｚｎ５Ｍｇ 合金 在 ＮａＣｌ 溶 液 中 应 力 腐 蚀 开 裂 的 机 理 。当 合 金 经 过 人 工 时 效 处 理 或 者 在 ＮａＣ１ 溶液中加入 ＨＣｌ 及 Ａｓ２Ｏ３ 时， 合金的应力腐蚀开裂敏 感性增加。ＨＣｌ 使腐蚀电 流 密 度 和 析 氢 量 增 加 ， Ｈ 在 腐 蚀 反 应过程中进入合金中从而造成金属机械性能降低。
２ ＳＣＣ 机理
近几十年来， 尽管国内外学者对 Ａｌ 合金的 ＳＣＣ 进行了 大量研究。取得了一定进展， 但由于影响因素多以及 ＳＣＣ 过
定稿日期： ２００７－ ０３－ １５ 作 者 简 介 ： 杜 爱 华 ， 女 ， １９８０ 年 生 ， 硕 士 生 ， 研 究 方 向 为 关于其作用机理尚未达成一致。较为熟知的理论有氢 致破裂理论、钝化膜破 裂 理 论 、阳 极 溶 解 理 论 和“Ｍ－ Ｈ”复 合 体理论［ ５］ 等。对 ７ｘｘｘ 系铝合金， 氢致破裂理论和阳极溶解理 论得到了较多学者的认同。
２．１ 氢致破裂理论
氢致破裂理论认为， 腐蚀过程中产生的 Ｈ 在拉应力的 作用下沿晶界扩散进入裂纹尖端区引起氢脆， 从而加速了应 力腐蚀裂纹的扩展。７ｘｘｘ 系铝合金在水溶液介质中产生 ＳＣＣ 的氢脆 机 理 是 Ｇｒｕｈｌ 等［ ６］ 提 出 来 的 ， 指 出 在 不 与 水 溶 液 介 质 接触的材料内部的某个位置上也 出现了 ＳＣＣ， 这是因为在水 溶液介质里， 阴极反应产生 Ｈ， Ｈ 通过晶界在合金内扩散， 并 在高应力场内积聚， 从而促进了内部裂纹的发生。
２ ＳＣＣ 机理
近几十年来， 尽管国内外学者对 Ａｌ 合金的 ＳＣＣ 进行了 大量研究。取得了一定进展， 但由于影响因素多以及 ＳＣＣ 过
定稿日期： ２００７－ ０３－ １５ 作 者 简 介 ： 杜 爱 华 ， 女 ， １９８０ 年 生 ， 硕 士 生 ， 研 究 方 向 为 关于其作用机理尚未达成一致。较为熟知的理论有氢 致破裂理论、钝化膜破 裂 理 论 、阳 极 溶 解 理 论 和“Ｍ－ Ｈ”复 合 体理论［ ５］ 等。对 ７ｘｘｘ 系铝合金， 氢致破裂理论和阳极溶解理 论得到了较多学者的认同。
２．１ 氢致破裂理论
氢致破裂理论认为， 腐蚀过程中产生的 Ｈ 在拉应力的 作用下沿晶界扩散进入裂纹尖端区引起氢脆， 从而加速了应 力腐蚀裂纹的扩展。７ｘｘｘ 系铝合金在水溶液介质中产生 ＳＣＣ 的氢脆 机 理 是 Ｇｒｕｈｌ 等［ ６］ 提 出 来 的 ， 指 出 在 不 与 水 溶 液 介 质 接触的材料内部的某个位置上也 出现了 ＳＣＣ， 这是因为在水 溶液介质里， 阴极反应产生 Ｈ， Ｈ 通过晶界在合金内扩散， 并 在高应力场内积聚， 从而促进了内部裂纹的发生。
高强铝合金剥蚀及晶间腐蚀敏感性研究
在３００倍显微镜下观察试样腐蚀形貌的结果表 明，只有ＬＤ７厚板、ＬＤ７锻件和ＬＣＡＢＣＳＹＵ有较为 明显的晶问腐蚀，其余台金只有点蚀。腐蚀深度的
围２ ＬＣ４ＢＣＳＹＵ（ａ）和ＬＹｌ２ＣＺ（ｂ）腐蚀表观形貌
Ｆｉｇ．２ Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｋ，ｇ［ｅｓ ｏｆ ＬＣＡＢ（＇８ＹＵ（ａ） ａｎｄ ＬＹｌ２ＣＺ（ｂ）ａｆｔｅｒ ｅｘｆ。ｌｉａｔｉｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
１ 实验方法
１ １试样 ＬＤ７ＴＩ台金为厚板（３０ｍｍ厚）和锻铝（７０ｍｍ
厚）两种材料，其余合金均使用板材，ＬＹｌ２ＣＺ， ＬＣＡＣＳ板村（包铝）厚２ｉｎ［ｎ，ＬＣ４ＢＣＳＹＵ扳材厚 ６ ５ｍｍ。各材料的主要化学成分见表１。试样面积 均为２５ｍｍ×６０ｍｎ３，只保留一个工作面，其余部分 用氯丁橡胶封闭，如图ｌ所示。试样经除油后使用。
ＬＹｌ２ＣＺ和ＬＣＡＣＳ未发现明显晶间腐蚀倾向，但在
剥蚀试验中ＬＹｌ２ＣＺ合金表现出了明显的晶间腐蚀
形貌。ｔｏ］，因而并不能肯定该台盒没有晶问腐蚀倾 向，也证明合金的腐蚀与腐蚀介质类型密切相关。
第１２卷锅台盒专辑
事获．等：高强铝台盅剥蚀及晶问腐蚀墙感性研究
·２０７
造成上述合金耐剥蚀和晶间踌蚀性能的差异的 确切原因，尚有待于进一步对这些铝合金微观组织 进行研究。
｛北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京１０００８３
［摘 要］采用ＨＢ５４５５．９０，ＨＢ５２５５．８３模拟加速标准试验方法研究了ＬＤＴＴｌ，ＬＹｌ２ＣＺ．ＬＣＡＣＳ和ＬＣ４ＢＣＳＹＵ等
高强铝台金的剥蚀及晶间腐蚀敏感性。结果表明：ＬＤ７锻件、ＬＤ７厚顿和ＬＣＡＢＣＳＹＵ顿材有较强的剥蚀及晶阃腐蚀
敏感性；带有包铝层的ＬＹｌ２ＣＺ和ＬＣＡＣｓ板材剥蚀程度较轻．没有明显的晶间腐蚀倾向。几种高强铝合盎对剥蚀的
围２ ＬＣ４ＢＣＳＹＵ（ａ）和ＬＹｌ２ＣＺ（ｂ）腐蚀表观形貌
Ｆｉｇ．２ Ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｒｐｈｏｋ，ｇ［ｅｓ ｏｆ ＬＣＡＢ（＇８ＹＵ（ａ） ａｎｄ ＬＹｌ２ＣＺ（ｂ）ａｆｔｅｒ ｅｘｆ。ｌｉａｔｉｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
１ 实验方法
１ １试样 ＬＤ７ＴＩ台金为厚板（３０ｍｍ厚）和锻铝（７０ｍｍ
厚）两种材料，其余合金均使用板材，ＬＹｌ２ＣＺ， ＬＣＡＣＳ板村（包铝）厚２ｉｎ［ｎ，ＬＣ４ＢＣＳＹＵ扳材厚 ６ ５ｍｍ。各材料的主要化学成分见表１。试样面积 均为２５ｍｍ×６０ｍｎ３，只保留一个工作面，其余部分 用氯丁橡胶封闭，如图ｌ所示。试样经除油后使用。
ＬＹｌ２ＣＺ和ＬＣＡＣＳ未发现明显晶间腐蚀倾向，但在
剥蚀试验中ＬＹｌ２ＣＺ合金表现出了明显的晶间腐蚀
形貌。ｔｏ］，因而并不能肯定该台盒没有晶问腐蚀倾 向，也证明合金的腐蚀与腐蚀介质类型密切相关。
第１２卷锅台盒专辑
事获．等：高强铝台盅剥蚀及晶问腐蚀墙感性研究
·２０７
造成上述合金耐剥蚀和晶间踌蚀性能的差异的 确切原因，尚有待于进一步对这些铝合金微观组织 进行研究。
｛北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京１０００８３
［摘 要］采用ＨＢ５４５５．９０，ＨＢ５２５５．８３模拟加速标准试验方法研究了ＬＤＴＴｌ，ＬＹｌ２ＣＺ．ＬＣＡＣＳ和ＬＣ４ＢＣＳＹＵ等
高强铝台金的剥蚀及晶间腐蚀敏感性。结果表明：ＬＤ７锻件、ＬＤ７厚顿和ＬＣＡＢＣＳＹＵ顿材有较强的剥蚀及晶阃腐蚀
敏感性；带有包铝层的ＬＹｌ２ＣＺ和ＬＣＡＣｓ板材剥蚀程度较轻．没有明显的晶间腐蚀倾向。几种高强铝合盎对剥蚀的
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第 ２６卷 第 １期
２ ０ １ ４年 ２月
文章 编 号 ：２０９５—５４５６（２０１４）０１—００１８—０７
Ｖｏ１．２６，Ｎｏ．１ Ｆｅｂ． ２ ０ １ ４
６ ００ ０系 铝 合 金 晶 间 腐 蚀 研 究 进 展
贺春 林 ，孟 小 丹 ，马 国峰 ，王 建 明
（沈 阳大学 辽 宁省先进 材料制备 技术重点实验 室，辽宁 沈 阳 １１００４４）
晶间腐蚀 是一 种 由组 织 电化学 不 均匀性 引起 的局部腐 蚀 ［６］．它 是 沿 着金 属 晶粒 问 的 分界 面 内 部 扩展 的腐蚀 ．这 种腐 蚀 是 在 金 属 （合 金 ）表 面无 任 何变化 的情 况下 ，使 晶粒 间失去 结合 力 ，金 属强 度完 全丧 失 ，导致设 备 突发性 破坏 ＿７］．
摘 要 ：介绍 了与 晶界直接相关 的铝合金腐蚀类 型 ，概述 了合金元素 和稀 土元素对 ６０００系铝合 金 晶间 腐蚀 的影响 ，重点介绍 了热处理条件对 ６０００系铝合金 晶间腐蚀敏感 性的影响．大量实验 显示 ，热处 理影 响腐 蚀模式 ，且晶间腐蚀 向点蚀 的转变与 固溶 处理温 度 、冷 却速度 ，以及 随后 的人 工时效 温度和 时效时 间等诸 多 因素有 关 ，发现经适 当条件热处理 的 ６０００系铝合金可免受局部腐蚀影 响．展望了铝合金晶间腐 蚀研究的发展 方 向． 关 键 词 ：６０００系铝合金 ；晶间腐蚀 ；合 金元素；热处理 ；稀 土元素 中 图分 类 号 ：ＴＧ １７ 文 献标 志码 ：Ａ
大量 的实验 结 果 显示 ，不 适 当 的热 处 理 或 合 金化 处 理会 导 致 ６０００系列 铝合 金 具 有 晶 问腐 蚀 （ＩＧＣ）敏感 性 ¨３］．因此 ，近 年来 的研 究 主要 集 中于 新 型 热处理 工艺 和 合 金 成 分设 计 等 方 面．本 文 将 主要介绍与晶界直接相关的铝合金腐蚀类 型、合 金 元素 对 ６０００系 铝 合 金 晶 间 腐 蚀 的 影 响 以 及 ６０００系铝合 金 晶问腐 蚀 的研究 现 状 ，并对 铝 合 金 晶问腐 蚀 的研究 方 向进行 了展 望．
（２）ＳＤＺ和 晶 格 的击 穿 电 位 差 异 导 致 晶 问 腐 蚀［ 如Ｊ．
（３）溶 解 的晶界沉 淀相 形 成侵 蚀 性更 强 的 闭 塞 区环境 ，导 致连 续 的晶界 腐蚀 ［１卜地］．
近年 来 ，铝合 金 晶间腐 蚀 的研 究 基 本 上 是 以 上 述三 种观 点为基 础 ，研究 时效 处理 对 晶界结 构 、 晶界析 出相 与 晶格 本体 问 的击穿 电位 差异 和局 部
自 ２０世 纪 ４０年 代 开始 ，铝 合 金 的 晶 间腐 蚀 就 引起 了 电化 学家 和材料 学 家 的很 大兴 趣．目前 ， 已经提 出 了铝 合金 晶间腐 蚀 的三种 主要 理论 ．
（１）阳极 性 的 晶 界 பைடு நூலகம் 成 物 （ＳＤＺ和／或 沉 淀 相 ）与 晶格 本体 的腐 蚀 电位差 异形 成 电偶 腐蚀 ，进 而导致 晶 间腐 蚀 ＿８］．
收稿 日期 ：２０１３—１１—２０ 基金项 目：国家 自然科 学基金资助项 目（５１１７１１１８）；教育部 留学 回国人员启动基金 资助项 目；辽 宁省 高等学校优
秀科 技人才支持计 划资助项 目（ＬＲ２０１３０５４）． 作者简介 ：贺春林 （１９６４一），男 ，辽宁绥 中人 ，沈 阳大学 教授 ，博 士 ；王建 明 （１９６３一），男 ，江 西宁 都人 ，沈 阳大学 教
授 ，博士．
第 １期
贺春 林 等 ：６ＯＯ０系铝合金 晶 间腐蚀研 究进 展
１９
腐蚀 形 式 的影响 ．其 中 ，电偶法 是研 究 晶界析 出相 的主要 方法 ，也 就 是 制备 晶界 析 出相 的成 分 类 似 物 ，然后使其与纯铝或固熔处理的合金构成电偶 ， 通 过测 量极 化 曲线 ，比较 腐 蚀 电流 的大 小来 探讨 局 部腐 蚀 中各种 析 出相 的促 进 作 用 ；测 量 极 化 曲 线来 研 究击 穿 电位 以及不 同击 穿 电位下 的腐 蚀模 式 则 是研 究 ＳＤＺ和 晶格 之 间击 穿 电位 差 异 的 主 要 方法 ．而关 于蚀 孔 的 闭塞 区环境 ，其 研究 方法 是 采 用模 拟缝 隙 的方 法 ，随着 时 间 的变 化 使 用 微 电 极 测量 缝 隙 内 ｐＨ 值 的变 化 ，该 方 法 有 力 地 支 持 了闭塞 区环 境导 致连 续 的 晶界腐蚀 的观点 ．此外 ， 也 有关 于采 用 电化 学阻抗 谱 等现代 电化学研 究 方 法来探讨晶间腐蚀过程 中阻抗谱特征 以及合金元 素 对合 金腐 蚀行 为影 响 的报 道．
铝是地球上蕴藏最丰富的金属 ，铝及铝合金 应 用广 泛．和其他 金属 材料 相 比 ，铝合 金具 有一 系 列 的 优 良特性 ｌ】］．其 中 ，６０００系 列 铝 合金 是 可 热 处 理强 化 的变形 铝合 金 ，具 有 中等强 度 、良好 的焊 接 性 和 耐蚀 性 等 ，使 用 范 围广 ，特 别 在航 天 航 空 、 交通运 输 和建 筑 等 领 域 已得 到 广 泛应 用 ＿２］．多 年 来 ，国 内 外 一 直 重 视 ６０００系 铝 合 金 耐 蚀 性 的 研 究 ．
１ 与晶界相关的铝合金腐蚀类型
铝 是一 种 比较 耐蚀 的两性 金属 ，其 电负性 小 ， 电极电位为一ｏ．５～一３．０ ＶＥ ．一般而言 ，铝合金 比纯 铝 的 耐蚀 性 能差 ．点蚀 、剥 落 腐 蚀 、应力 腐 蚀 开裂 、晶 间腐 蚀 、电偶 腐蚀 和缝 隙腐 蚀等是 铝合 金
中最常见 的几 种 局 部 腐 蚀形 式 ［５］，其 中 与 晶界 相 关 的腐蚀 形式 主要 有 晶 问腐 蚀 、剥 落 腐蚀 和应 力 腐蚀 开裂 ． １．１ 晶间腐蚀
２ ０ １ ４年 ２月
文章 编 号 ：２０９５—５４５６（２０１４）０１—００１８—０７
Ｖｏ１．２６，Ｎｏ．１ Ｆｅｂ． ２ ０ １ ４
６ ００ ０系 铝 合 金 晶 间 腐 蚀 研 究 进 展
贺春 林 ，孟 小 丹 ，马 国峰 ，王 建 明
（沈 阳大学 辽 宁省先进 材料制备 技术重点实验 室，辽宁 沈 阳 １１００４４）
晶间腐蚀 是一 种 由组 织 电化学 不 均匀性 引起 的局部腐 蚀 ［６］．它 是 沿 着金 属 晶粒 问 的 分界 面 内 部 扩展 的腐蚀 ．这 种腐 蚀 是 在 金 属 （合 金 ）表 面无 任 何变化 的情 况下 ，使 晶粒 间失去 结合 力 ，金 属强 度完 全丧 失 ，导致设 备 突发性 破坏 ＿７］．
摘 要 ：介绍 了与 晶界直接相关 的铝合金腐蚀类 型 ，概述 了合金元素 和稀 土元素对 ６０００系铝合 金 晶间 腐蚀 的影响 ，重点介绍 了热处理条件对 ６０００系铝合金 晶间腐蚀敏感 性的影响．大量实验 显示 ，热处 理影 响腐 蚀模式 ，且晶间腐蚀 向点蚀 的转变与 固溶 处理温 度 、冷 却速度 ，以及 随后 的人 工时效 温度和 时效时 间等诸 多 因素有 关 ，发现经适 当条件热处理 的 ６０００系铝合金可免受局部腐蚀影 响．展望了铝合金晶间腐 蚀研究的发展 方 向． 关 键 词 ：６０００系铝合金 ；晶间腐蚀 ；合 金元素；热处理 ；稀 土元素 中 图分 类 号 ：ＴＧ １７ 文 献标 志码 ：Ａ
大量 的实验 结 果 显示 ，不 适 当 的热 处 理 或 合 金化 处 理会 导 致 ６０００系列 铝合 金 具 有 晶 问腐 蚀 （ＩＧＣ）敏感 性 ¨３］．因此 ，近 年来 的研 究 主要 集 中于 新 型 热处理 工艺 和 合 金 成 分设 计 等 方 面．本 文 将 主要介绍与晶界直接相关的铝合金腐蚀类 型、合 金 元素 对 ６０００系 铝 合 金 晶 间 腐 蚀 的 影 响 以 及 ６０００系铝合 金 晶问腐 蚀 的研究 现 状 ，并对 铝 合 金 晶问腐 蚀 的研究 方 向进行 了展 望．
（２）ＳＤＺ和 晶 格 的击 穿 电 位 差 异 导 致 晶 问 腐 蚀［ 如Ｊ．
（３）溶 解 的晶界沉 淀相 形 成侵 蚀 性更 强 的 闭 塞 区环境 ，导 致连 续 的晶界 腐蚀 ［１卜地］．
近年 来 ，铝合 金 晶间腐 蚀 的研 究 基 本 上 是 以 上 述三 种观 点为基 础 ，研究 时效 处理 对 晶界结 构 、 晶界析 出相 与 晶格 本体 问 的击穿 电位 差异 和局 部
自 ２０世 纪 ４０年 代 开始 ，铝 合 金 的 晶 间腐 蚀 就 引起 了 电化 学家 和材料 学 家 的很 大兴 趣．目前 ， 已经提 出 了铝 合金 晶间腐 蚀 的三种 主要 理论 ．
（１）阳极 性 的 晶 界 பைடு நூலகம் 成 物 （ＳＤＺ和／或 沉 淀 相 ）与 晶格 本体 的腐 蚀 电位差 异形 成 电偶 腐蚀 ，进 而导致 晶 间腐 蚀 ＿８］．
收稿 日期 ：２０１３—１１—２０ 基金项 目：国家 自然科 学基金资助项 目（５１１７１１１８）；教育部 留学 回国人员启动基金 资助项 目；辽 宁省 高等学校优
秀科 技人才支持计 划资助项 目（ＬＲ２０１３０５４）． 作者简介 ：贺春林 （１９６４一），男 ，辽宁绥 中人 ，沈 阳大学 教授 ，博 士 ；王建 明 （１９６３一），男 ，江 西宁 都人 ，沈 阳大学 教
授 ，博士．
第 １期
贺春 林 等 ：６ＯＯ０系铝合金 晶 间腐蚀研 究进 展
１９
腐蚀 形 式 的影响 ．其 中 ，电偶法 是研 究 晶界析 出相 的主要 方法 ，也 就 是 制备 晶界 析 出相 的成 分 类 似 物 ，然后使其与纯铝或固熔处理的合金构成电偶 ， 通 过测 量极 化 曲线 ，比较 腐 蚀 电流 的大 小来 探讨 局 部腐 蚀 中各种 析 出相 的促 进 作 用 ；测 量 极 化 曲 线来 研 究击 穿 电位 以及不 同击 穿 电位下 的腐 蚀模 式 则 是研 究 ＳＤＺ和 晶格 之 间击 穿 电位 差 异 的 主 要 方法 ．而关 于蚀 孔 的 闭塞 区环境 ，其 研究 方法 是 采 用模 拟缝 隙 的方 法 ，随着 时 间 的变 化 使 用 微 电 极 测量 缝 隙 内 ｐＨ 值 的变 化 ，该 方 法 有 力 地 支 持 了闭塞 区环 境导 致连 续 的 晶界腐蚀 的观点 ．此外 ， 也 有关 于采 用 电化 学阻抗 谱 等现代 电化学研 究 方 法来探讨晶间腐蚀过程 中阻抗谱特征 以及合金元 素 对合 金腐 蚀行 为影 响 的报 道．
铝是地球上蕴藏最丰富的金属 ，铝及铝合金 应 用广 泛．和其他 金属 材料 相 比 ，铝合 金具 有一 系 列 的 优 良特性 ｌ】］．其 中 ，６０００系 列 铝 合金 是 可 热 处 理强 化 的变形 铝合 金 ，具 有 中等强 度 、良好 的焊 接 性 和 耐蚀 性 等 ，使 用 范 围广 ，特 别 在航 天 航 空 、 交通运 输 和建 筑 等 领 域 已得 到 广 泛应 用 ＿２］．多 年 来 ，国 内 外 一 直 重 视 ６０００系 铝 合 金 耐 蚀 性 的 研 究 ．
１ 与晶界相关的铝合金腐蚀类型
铝 是一 种 比较 耐蚀 的两性 金属 ，其 电负性 小 ， 电极电位为一ｏ．５～一３．０ ＶＥ ．一般而言 ，铝合金 比纯 铝 的 耐蚀 性 能差 ．点蚀 、剥 落 腐 蚀 、应力 腐 蚀 开裂 、晶 间腐 蚀 、电偶 腐蚀 和缝 隙腐 蚀等是 铝合 金
中最常见 的几 种 局 部 腐 蚀形 式 ［５］，其 中 与 晶界 相 关 的腐蚀 形式 主要 有 晶 问腐 蚀 、剥 落 腐蚀 和应 力 腐蚀 开裂 ． １．１ 晶间腐蚀