时效制度对A7N01S-T5铝合金腐蚀性能的影响研究

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1、国内图书分类号：TG172密级：公开国际图书分类号：621.7西南交通大学研究生学位论文时效制度对A7N01S-T5铝合金腐蚀性能的影响研究年级2015级姓名胡洁申请学位级别工程硕士专业材料工程导师王晓敏副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TG172U.D.C:621.7SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchoneffectofagingtreatmentoncorrosionresistanceofA7N01S-T5aluminumalloyGrade：201

2、5Candidate：HuJieAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeSpecialty：MaterialEngineeringSupervisor：AssociateProf.WangXiaominMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要本课题以高速列车常用车体材料A7N01S-T5铝合金为研究对象，经固溶处理后，进行了不同的时效处理，包括峰值时效（T6）、过时效（T74）、回归再时效（RRA），研究不同时效状态合金的力学性能和腐蚀性能，并研究回归过程中温度及时间对A7N01铝合金的力学性能

3、和腐蚀性能的影响，通过微观组织尤其是晶粒、析出相的观察，分析时效制度对A7N01S-T5铝合金力学性能及腐蚀性能的影响机制。试验结果表明，经T6处理后，A7N01铝合金的抗拉强度达到峰值，为440MPa，屈服强度为356MPa；经RRA处理后，合金的抗拉强度为470.47MPa，较T6状态提升了6.85%，屈服强度提升了18.69%；经T74处理后，合金的抗拉强度为409MPa，较T6状态降低了7.03%，屈服强度降低了4.83%；T74处理后合金的抗拉强度较RRA状态降低了12.99%，屈服强度降低了19.81%。三种时效状态合金的晶粒都是沿

4、着轧制方向的条带状，T74状态的晶粒最细小，T6状态晶粒最大，RRA状态晶粒大小略小于T6状态，晶界处分布有大颗粒黑色杂质相。T74和RRA状态的试样的小角度晶界占比少于T6试样，大晶界角度的占比相近。T74状态合金的晶内析出相尺寸最大，且析出相分布密度最小，这使得其强度显著降低。经一系列电化学测试可知，在开路情况下，耐蚀倾向顺序为T74>RRA>T6，T74状态合金的Icorr最小为4.8749×10-6A/cm2，T6状态合金的Icorr最大为4.1138×10-5A/cm2，不同状态合金的自腐蚀电流密度由大到小为T6>RRA>T74。在电

5、化学阻抗谱中可以看出，T74合金的阻抗谱没有出现感抗弧，这说明T74状态合金发生点蚀时间晚于T6和RRA合金，且其Rt值最大，T6合金的Rt值最小，故T74合金耐蚀性能最好，T6状态耐蚀性最差。电化学噪声时域谱说明在晶间腐蚀溶液中铝合金氧化膜的破裂与修复交替进行，最初发生点蚀，然后点蚀转变为晶间腐蚀，期间腐蚀产物在试样的蚀孔中堆积降低了金属与溶液间离子交换率，使得反应速度降低，后期腐蚀产物脱落，腐蚀反应速度增大，尤其是T6状态合金腐蚀情况最严重，出现裂蚀现象。T6状态合金的晶界析出相呈连续链状分布，且晶界两侧的晶界无析出带（PFZ）很窄，由于晶

6、界和基体之间的电化学差异，晶界会优先开始腐蚀，晶界上会沿着析出相形成一条腐蚀通道，加速晶界腐蚀的发生，而T74和RRA状态合金的晶界析出相尺寸都较大且呈断续点状分布，且晶界两侧分布有明显的PFZ，这使得晶界上的腐蚀通道难以形成，腐蚀电流密度也降低。对于不同回归温度和时间的RRA状态的A7N01铝合金来说，当回归温度相同时，随着回归时间的延长，A7N01铝合金的硬度和强度逐渐下降，回归温度越高，强度和硬度下降速度越快，且原先较大的再结晶晶粒逐渐变大，小角度晶界数量逐渐变多，晶粒内部的析出相的平均尺寸变大；当回归时间相同时，随着回归温度的升高，晶粒

7、内部的析出相的平均尺寸略微增大，分布密度降低，这显著降低了合金的强度。在浸西南交通大学硕士研究生学位论文第II页泡96h之后200°C-1h试样的噪声电阻Rn小于200°C-2h试样，说明回归温度相同时，回归时间越长，试样在腐蚀后期的腐蚀活性越低。230°C-40min试样的Rn值一直小于250°C-40min试样，这说明当回归时间相同时，回归温度越高，再时效后试样的耐蚀性越好。回归温度越高、回归时间越长，合金晶界上的析出相大小、间隙以及PFZ宽度越大，晶界上的析出相不能为晶间腐蚀形成腐蚀通道，腐蚀电流密度由于PFZ的存在降低，使得合金的耐腐蚀

8、性能变好。关键词：A7N01S-T5铝合金；时效处理；回归处理；析出相；晶间腐蚀；电化学腐蚀；电化学噪声西南交通大学硕士研究生学位论文第III页Abs