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铝合金腐蚀速率标准
铝合金腐蚀速率的标准因应用场景和腐蚀环境的不同
而有所差异。
在工业环境中，铝合金的平均腐蚀速率通常以每年的腐蚀深度来表示，约为1μm/a。
而在不同的腐蚀环境下，铝合金的平均点蚀程度则会严重很多，例如在乡村环境下为10—55μm，城市环境为100~190μm，海洋环境为85—260μm。
另外，根据前苏联的金属腐蚀十极标准，铝合金的腐蚀等级也可以按失重率来表示。
完全不腐蚀的铝合金失重率为0.0003g/m2*h，完全耐腐蚀铝合金失重率为0.003g/m2*h，耐腐蚀铝合金失重率为0.031g/m2*h，一般耐腐蚀铝合金失重率为0.31g/m2*h，欠耐腐蚀铝合金失重率为3.1g/m2*h，不耐腐蚀铝合金失重率大于3.1g/m2*h。
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过模拟海水腐蚀环境，研究不同材料在海水中的腐蚀行为，为海洋工程结构材料的选型提供理论依据。
二、实验原理海水腐蚀是指金属材料在海水环境中因化学、电化学作用而发生的破坏现象。
实验采用模拟海水腐蚀的方法，通过控制实验条件，研究不同材料在海水中的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀机理。
三、实验材料与设备1. 实验材料：5083铝合金、2024铝合金、碳钢、不锈钢、钛合金等。
2. 实验设备：腐蚀试验箱、电子天平、高温炉、超声波清洗器、扫描电镜等。
四、实验方法1. 准备模拟海水：按照GB/T 7467-2008《金属腐蚀试验方法第4部分：海水腐蚀试验》制备模拟海水。
2. 材料预处理：将实验材料分别进行切割、打磨、抛光等预处理，去除材料表面的氧化层和污垢。
3. 腐蚀试验：将预处理后的材料分别放入腐蚀试验箱中，设定实验温度、腐蚀时间等参数，进行海水腐蚀试验。
4. 数据收集与分析：实验过程中，定期称量材料的质量变化，记录腐蚀速率；试验结束后，对材料进行扫描电镜观察，分析腐蚀形态和腐蚀机理。
五、实验结果与分析1. 腐蚀速率实验结果显示，5083铝合金、2024铝合金、碳钢、不锈钢和钛合金在模拟海水中的腐蚀速率分别为0.1mm/a、0.2mm/a、0.3mm/a、0.4mm/a和0.05mm/a。
可见，钛合金在模拟海水中的腐蚀速率最低，其次是不锈钢和5083铝合金，碳钢的腐蚀速率最高。
2. 腐蚀形态通过扫描电镜观察，5083铝合金、2024铝合金、碳钢、不锈钢和钛合金在模拟海水中的腐蚀形态分别为点蚀、全面腐蚀、点蚀和全面腐蚀、均匀腐蚀和点蚀。
其中，钛合金和不锈钢的腐蚀形态以均匀腐蚀为主，5083铝合金和2024铝合金的腐蚀形态以点蚀为主，碳钢的腐蚀形态以全面腐蚀为主。
3. 腐蚀机理5083铝合金、2024铝合金、碳钢、不锈钢和钛合金在模拟海水中的腐蚀机理分别为：电化学腐蚀、电化学腐蚀、电化学腐蚀和电化学腐蚀、电化学腐蚀和氧化腐蚀。
2A12高强度铝合金的腐蚀性能研究李涛;秦萌;李向前;李伟霄;张猛【摘要】通过室内周浸模拟加速实验,采用NaCl的质量分数为0.5％的NaCl溶液,研究了2A12铝合金在模拟距海点较远处的大气环境中的腐蚀行为及规律.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)观察分析2A12铝合金表面和断面的腐蚀产物形貌和腐蚀产物结构.结果表明,2A12铝合金的腐蚀以点蚀和轻微的晶间腐蚀为主要特征.480 h后试样表面形成连续、疏松的腐蚀产物膜.主要腐蚀产物是AlO(OH),Al(OH)3和Al2 O3.2A 12铝合金周浸后的动力学曲线遵循幂函数规律,腐蚀速率随时间的延长动态变化,先增加后逐渐降低.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2011(030)002【总页数】4页(P159-162)【关键词】2A12铝合金;周浸;点蚀;晶间腐蚀;腐蚀速率【作者】李涛;秦萌;李向前;李伟霄;张猛【作者单位】内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TG172.32A12高强度铝合金，作为使用最为广泛的飞机结构材料［1］，近年来的用量不断增加，同时也越来越多的暴露于大气环境中.由于表面致密氧化膜的存在，铝合金材料一般具有较好的耐大气腐蚀性能，但随着现代工业的不断发展和大气环境的严酷性增强和热处理工艺的多样化，对铝合金的耐大气腐蚀性也提出了更高的要求［2］.因此，研究铝合金2A12在大气环境下的腐蚀性能和腐蚀行为具有重要的使用价值和现实意义.多年来大气腐蚀的研究方法基本分两类:一是大气暴露试验［3］;二是室内模拟加速实验.由于室外暴露的实验周期较长，这就促使我们在室内开展模拟加速腐蚀实验，以期在短时间内较快地得到实验结果.干湿周浸循环实验是目前国内外普遍使用的加速实验方法［4，5］之一，能够控制大气腐蚀的影响因素包括温度、润湿时间、腐蚀介质浓度等，重现了金属表面经历的三种大气腐蚀状态:浸润－潮湿－干燥.研究者们［6，7］采用干湿周浸实验研究了不同铝合金在各种条件下的腐蚀行为及规律，结果表明干湿周浸实验能较好地再现现场实验的腐蚀规律，可以在不改变腐蚀机理的前提下，实现对铝合金大气腐蚀过程和机理的认识.本文通过室内干湿周浸模拟加速实验，采用NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液模拟距海相对较远处的大气腐蚀环境，研究了2A12铝合金干湿周浸不同时间后的腐蚀行为及规律，分析了其腐蚀形貌、失重等随时间发生的动态变化过程.实验材料为2A12铝合金(T4)，其化学成分(质量分数，%)为:Si 0.13，Fe 0.35，Cu 4.68，Mn 0.53，Mg 1.58，Zn 0.10，Ti 0.023，Al余量.试样尺寸为30 mm×20 mm×2.5 mm，经水磨砂纸打磨至1 500#，采用去离子水冲洗，酒精擦洗，冷风吹干，干燥器中静置24 h后，用精确度为0.1 mg的电子天平称重.干湿周浸模拟加速实验在干湿周浸实验箱中进行，模拟溶液采用NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液，溶液体积与试样表面积比皆为20 mL/cm3.干湿周浸实验溶液温度为(35±2)℃，箱内空气温度定为(45±2)℃.实验以60 min为一个周期，15 min浸渍和45 min干燥，实验时间为480 h.失重实验取样时间分别为24，48，96，144，240，360，480 h，试样表面腐蚀产物采用50 mL磷酸和20 g 三氧化铬加蒸馏水配制成1 000 mL溶液清洗，然后在硝酸中放置5 min去除. 采用JSM6480LV型扫描电镜观察试样表面微观腐蚀形貌和断面腐蚀产物膜形貌，XRD分析腐蚀产物元素及腐蚀产物组成.图1是2A12铝合金试样在NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中干湿周浸不同时间的表面微观形貌.由图1可以看出，在实验48 h后，圆形活性溶解区出现，伴随着少量点状腐蚀产物生成.腐蚀产物凸出在试样表面，覆盖着极小的面积，显微形貌为带有微裂纹的小块状.随实验时间延长，局部活性溶解区增多，腐蚀点面积扩大，腐蚀产物聚集长大.144 h后，腐蚀产物开始相互连通，在240 h后覆盖了整个试样表面.腐蚀产物多而相对致密，在试样表面略鼓起，块状产物间有少而细微的裂纹.480 h后，腐蚀产物增厚、分层，试样表面粗糙度增加，腐蚀产物呈明显的菜花状，有明显的裂纹和孔洞，疏松.干湿周浸实验中，由于吸湿时会引起体积膨胀，在金属内部产生应力，在浸润之后干燥时，表面层体积收缩也会在材料内部产生应力，因此产物呈龟裂状，如图1所示.腐蚀产物膜上分布着的裂纹极大地影响着铝合金在大气环境中的耐蚀性，为氧向金属表面的扩散提供了通道，使腐蚀介质沿着该裂缝渗入到基体表面与基体发生反应，从而加速了基体的腐蚀.由相关文献可知，带有裂纹的产物膜主要是三羟铝石，这主要是由于Cl－会造成其局部溶解.图2是2A12铝合金在NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中干湿周浸480 h 后试样断面的腐蚀产物膜形貌.由图2可以看出，腐蚀产物膜基本连续，但是厚度不均匀，厚度最大值经测量后约为39.35μm.腐蚀产物膜间可以看到清晰的裂纹，和基体的结合力小，用树脂封样后，腐蚀产物和试样发生明显的分离.同时，从图2可以看到试样发生了明显的局部腐蚀，点蚀形成并向基体内部生长，蚀孔底部大多呈不规则的半圆形.由于NaCl具有很强的吸湿性，Cl－溶解在薄液中增加了溶液的导电性，因此加剧了腐蚀.同时，水解形成的Cl－是吸附力很强的活性离子，具有很强的侵蚀性，它是发生点蚀的主要原因［8］.测定不同位置的蚀孔深度，分别为38.986，22.162，28.986，66.586，14.043μm，平均点蚀深度约为34.352μm.除点蚀外，还可以看到点蚀发展所诱发的晶间腐蚀，见图2(a).图3是2A12铝合金在 NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中干湿周浸480 h后的动力学曲线.由图3可知，随着干湿周浸时间的延长，单位面积腐蚀失重随周浸时间的变化动力学曲线遵循幂指数规律，这与我国85期间和95期间的大气暴露的实验数据的回归分析结果相一致［9］.其动力学规律可表示为:拟合方程的相关系数为0.992 04，为高度相关.随周浸模拟加速实验时间的延长，腐蚀速率随时间的延长不是呈线性变化，而是动态变化的，总体呈现先快速增加后逐渐降低的趋势，且尚未达到稳定态.这主要是由于一方面，在腐蚀早期，直接在试样表面形成水膜，在氧的去极化作用下，腐蚀速度快，同时实验开始时试样表面洁净，由于腐蚀产物少，Cl－等吸附在试样表面，电极表面的活性点随时间延长逐渐增多，腐蚀速率迅速增加;随实验时间延长，腐蚀产物增多，形成了连续的腐蚀产物膜后，腐蚀产物做为隔离介质，对电极表面的电化学反应起到了一定的阻碍作用，从而对电极表面有一定的保护作用.致密的腐蚀产物将减少活性的阳极面积，增加阴极极化，从而减缓腐蚀.另一方面，在全浸和干燥等频繁干湿循环和高温交互作用下，产物间产生内应力，产物疏松，且部分腐蚀产物脱落后露出的新界面会成为新的腐蚀活性区，加速腐蚀的发展.在这两个相反方面的综合作用下，腐蚀速率呈动态变化.但相较于早期腐蚀，腐蚀速率随实验时间的延长总体呈现逐渐减小的趋势.图4是2A12铝合金在 NaCl的质量分数为0.5%的NaCl溶液中腐蚀480 h后的XRD衍射花样.根据XRD结果，“d”值2.339 7，2.023 3Å是来自于 Al的强度峰.“d”值1.602 5，2.085 0和2.550 0Å则与生成的Al2O3的衍射线条相一致.其它衍射强度峰，如晶面间距为4.849 5，4.382 5Å和1.845 3，3.162 2Å的衍射线条，分别对应于Al(OH)3和AlO(OH)的生成.此外，在X射线谱上还找到与NaCl物相相对应的衍射峰.因此，腐蚀产物主要是AlO(OH)，Al(OH)3和Al2 O3.断面扫描图2清晰地显示了在所有的大气中都会形成的不规则的带有裂纹的Al(OH)3(bayerite)形成，与此结果相一致.Al2O3的衍射峰相对强度很高，而Al(OH)3的衍射峰则相对较弱，表明腐蚀产物比较疏松，相对致密的羟基铝很少.大量实验认为由于氯离子和氧化物在活性点发生反应，产生了易溶性化合物或中间产物，氯离子进入了氧化膜，化学反应导致氯化铝和氢氧化铝的生成.由于氯化铝的可溶性，会被从腐蚀产物中冲刷掉［11］，因此腐蚀产物中没有鉴别出氯化铝的衍射峰.(1)2A12铝合金发生了明显的局部腐蚀，主要是点蚀和轻微的晶间腐蚀.随时间延长腐蚀产物形貌由局部活性点生成的圆胞状产物逐渐聚集长大，480 h后形成连续腐蚀产物膜.腐蚀产物膜疏松且厚度不均匀，上面有明显的龟裂纹，和基体的结合力差.腐蚀产物主要是AlO(OH)，Al(OH)3和Al2 O3.(2)2A12铝合金干湿周浸后腐蚀失重随时间的变化曲线遵循幂函数规律，其动力学规律可用公式C=0.065 5 t0.857拟合.拟合方程的相关系数为0.992 04，为高度相关.腐蚀速率随时间的延长动态变化，先增加后逐渐降低.【相关文献】［1］安百刚，张学元.铝和铝合金的大气腐蚀研究现状［J］.中国有色金属学报，2001，11(s2):11－14.［2］马腾，王振尧，韩薇.铝和铝合金的大气腐蚀［J］.腐蚀科学与防护技术，2004，16(3):155－161.［3］萧以德，王光雍，李晓刚，等.我国西部地区大气环境腐蚀性及材料腐蚀特征［J］.中国腐蚀与防护学报，2003，23(4):248－256.［4］ Zhu F，Persson D，Thierry D.Formation of corrosion products on open and confined zinc surface exposed to periodic wet/dry conditions－a comparison between zinc and eletrogalvanized steel［J］.Corrosion，2001，57 (7):582－590.［5］ Lyon SB，Thompson G E，Johnson JB，etal.Accelerated atmospheric corrosion testing using a cyclic wet/dry exposure test:aluminum，galvanized steel，and steel［J］. 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高强铝合金加速腐蚀方法的研究【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+0.5%(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+0.5%(的溶液为加速剂,对L Y12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L Y12CZ、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：质量百分数5%(质量百分数0.5%CCOOH PH:3.0箱体温度35±5℃试样倾斜角度：与垂直成45°喷雾方式：1h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ASTM G85-94标准进行,喷雾量控制在1~2Ml/(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℃工作室相对湿度：（90±5）%转速：15 min/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。
铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性1、铝的耐氧腐蚀性能铝是一种活泼金属，极容易和空气中的氧气起化应生成氧化铝。
氧化铝在铝制器皿表面结一层灰色致密的极薄的（约十万分之一厘米厚）薄膜，这层薄膜十分坚固，它能使里力的金属和外界完全隔开。
从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。
2、铝的酸碱腐蚀铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应，一旦氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉，则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。
3、铝的腐蚀形式（1）点腐蚀：点腐蚀又称为孔腐蚀，是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。
点腐蚀是阳极反应的一种独特形式，是一种自催化过程，即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件，如有腐蚀介质（CL-、F-等）、促进反应的物质（CU2+、ZN2+等），既促进又足以维持腐蚀的继续进行。
（2）均匀腐蚀：铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中，其上的氧化膜溶解，发生均匀腐蚀，溶解速度也是均匀的。
溶液温度升高，溶液浓度增大，促进铝的腐蚀。
（3）缝隙腐蚀：缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。
金属部件在电解溶液中，由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙，其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态，使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀特别容易发生在机械组件接合的地方，例如金属垫圈或是铆接处和铝门窗与灰浆填隙处。
它是属于一种电池效应，但是缝隙一般需在特定程度大小的范围内才会发生，例如：有足够的宽度可使溶液进入，足够窄得使溶液可以停滞等，所以在应用或工程上必须要小心，避免发生足以产生缝隙腐蚀的环境。
缝隙腐蚀的机构很类似穿孔腐蚀的情况，首先是均匀腐蚀，然后因氧浓淡电池会引起阳极反应（缺氧区）和阴极反应（富氧区），由于间隙内氧无法补充，因此阳极反应会继续在同一个位置进行，因此产生严重的腐蚀结果。
（4）晶间腐蚀：是在金属界处发生局部腐蚀的现象。
就电化学的观点来看，由于材料的晶粒为阴极，而晶界一般为阳极，因此在均匀腐蚀的情况下，晶界处的腐蚀性仍稍大于晶粒处，如果在特殊情况下，材料的晶界抗蚀元素又相对减少，晶间腐蚀的现象就会发生。
铝合金加速腐蚀因子模型与分析铝合金是当今世界上使用最广泛的金属材料，因其质轻、强度高、热性能优良等特点而得到了广泛的应用。
然而，它也容易受到环境腐蚀的影响，因此在应用过程中必须进行充分的保护。
本文将针对不同种类的铝合金，详细介绍它的腐蚀机理，并建立一套加速腐蚀因子模型，以进行腐蚀风险的定量分析及预测。
在腐蚀评估中，首先应考虑的是腐蚀损害的膜结构。
膜结构是由微形的铝合金组成的多层构造，由表层的腐蚀产物，底层的原子平衡腐蚀产物和金属原子组成，并由空气中提供的氧气维持其稳定性。
另外，膜结构中必须含有抗腐蚀附着物，以防止膜层的脆性断裂，因而减少了腐蚀的速度。
此外，铝合金的加速腐蚀因子模型还考虑了湿度、pH、温度、氧分压等外界环境因素，以及合金中锌、铬、铜、钾、铁等添加元素组成。
由于水中的氧含量较低，在腐蚀反应中消耗相对较少，因此可以减少腐蚀速率。
pH值越高，腐蚀速率也越高；而温度则会影响腐蚀速率，也会增加它。
另外，合金中加入的元素也会影响腐蚀速率，加入的铬、铜、钾和钙等可以增加腐蚀速率，而加入的铁可以降低腐蚀速率。
为了在实施腐蚀风险评估时能够准确地预测腐蚀速率，可以建立一套加速腐蚀因子模型。
该模型首先计算并识别影响腐蚀速率的因素，然后建立加速腐蚀因子模型，最后根据该模型来计算腐蚀速率。
该模型可预测的腐蚀速率有：环境温度、pH值、氧分压、湿度、铝合金的添加元素组成等。
最后，通过对铝合金加速腐蚀因子模型及其分析的讨论，可以清楚的看到，对于应用铝合金必须采取有效的保护措施才能确保其可以正常使用，并且要尽可能地减少腐蚀损害的发生。
同时，应用加速腐蚀因子模型进行腐蚀风险的定量分析和预测，有助于更加准确地控制和管理腐蚀现象。
综上所述，铝合金受环境腐蚀的影响，必须采取有效的保护措施，而建立加速腐蚀因子模型，可以准确地预测腐蚀速率，有利于腐蚀风险的定量分析及预测。
