【摘要】：微觀結構對于工程中的鋁及鋁合金的耐蝕性具有重要的作用,但對于任何合金系統(tǒng)當考慮電化學穩(wěn)定性時,通常是用平衡熱力學來描述,即電位-pH圖(布拜圖),而沒有用動力學來表征,更沒有將微觀結構列入其中。針對環(huán)境pH值及動力學兩點問題,本文擬基于鋁及Al-Er、Al-Yb、Al-Sc-Zr-Yb合金,系統(tǒng)研究晶體取向、晶粒尺寸、固溶體濃度和溶液pH值對合金電化學腐蝕行為的演變規(guī)律,并進行理論分析,探明各種條件對鋁合金電化學腐蝕行為的影響機制。這些研究成果將為開發(fā)強化耐蝕的新型鋁合金及關鍵工藝提供依據(jù)。本文通過動電位循環(huán)極化曲線和EIS探究鋁及其合金的耐電化學腐蝕性能;通過顯微硬度表征合金的力學性能;結合掃描電子顯微鏡(SEM)對合金的微觀結構進行觀察。所得主要結論如下:取向為[111]、[220]、[200]的單晶鋁的自腐蝕電位、擊破電位、保護電位、鈍化區(qū)平均電流密度、阻抗均沒有表現(xiàn)出明顯的差異;不同取向的單晶鋁的點蝕坑形貌具有明顯的晶體學取向性,均沿著{001}面。通過對冷軋變形90%高純鋁進行退火使其發(fā)生再結晶,可獲得尺寸為24-1924um的晶粒;隨著晶粒尺寸的增加,鈍化電流密度增加,鈍化電流密度(Ip)和晶粒尺寸(D)滿足關系:Ip∝D~(1/3)。晶粒尺寸不同的高純鋁隨著pH的增加,自腐蝕電位降低,鈍化電流密度先下降后上升,擊破電位和保護電位沒有呈現(xiàn)出明顯的差異;不同晶粒尺寸的高純鋁在3.5wt.%NaCl溶液中的電位-pH圖表現(xiàn)出鈍化區(qū)、不完全鈍化區(qū)、點蝕區(qū)和均勻腐蝕區(qū)四個部分。高純鋁回復階段,隨著退火溫度的升高,自腐蝕電位升高,鈍化區(qū)平均電流密度下降,腐蝕速率降低;在冷軋變形50%-90%范圍內,高純鋁硬度和腐蝕電流密度沒有表現(xiàn)出明顯的趨勢。Al-Er、Al-Yb合金的耐均勻電化學腐蝕實驗測試結果表明,隨著Er元素含量的增加,Al-Er固溶態(tài)合金的自腐蝕電位逐漸下降,鈍化區(qū)平均電流密度逐漸升高,反應電阻降低;隨著Yb元素含量的增加,Al-Yb固溶態(tài)合金的自腐蝕電位向正向移動,鈍化區(qū)平均電流密度減小,腐蝕速率降低,阻抗值升高。Sc含量為0.005~0.078at.%的Al-xSc-0.07Zr-0.01Yb合金在等時時效過程中,硬度曲線呈現(xiàn)雙峰特點,相對于Al-0.016Sc-0.07Zr和Al-0.07Zr-0.01Yb合金,具有明顯的強化效果。Sc含量為0~0.078at.%的Al-xSc-0.07Zr-0.01Yb合金隨著Sc含量的增加,合金的自腐蝕電位逐漸降低,鈍化區(qū)平均電流密度逐漸升高,腐蝕速率增加,耐腐蝕性能變差。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21

【參考文獻】

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1 生海;董超芳;肖葵;李曉剛;;pH值對2024-T351鋁合金在NaCl溶液中電化學行為的影響[J];腐蝕與防護;2013年02期

2 馬景靈;文九巴;盧現(xiàn)穩(wěn);李元偵;;鋁合金陽極腐蝕過程的電化學阻抗譜研究[J];腐蝕與防護;2009年06期

3 張志民;栗新;;鋁合金材料在現(xiàn)代汽車輕量化制造技術中的應用[J];專用汽車;2007年07期

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本文編號：2643796