成分及时效工艺对Al-Zn-Mg-X铝合金局部腐蚀行为的影响

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1、硕士学位论文成分及时效工艺对Al-Zn-Mg-X铝合金局部腐蚀行为的影响EFFECTSOFCOMPOSITIONSANDAGINGONLOCALIZEDCORROSIONINAl-Zn-Mg-XALUMINUMALLOYS贾迎莹哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TB331学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文成分及时效工艺对Al-Zn-Mg-X铝合金局部腐蚀行为的影响硕士研究生：贾迎莹导师：姜建堂申请学位：工学硕士学科、专业：材料学所在单位：材料科学与工程学院答辩

2、日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB331U.D.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTSOFCOMPOSITIONSANDAGINGONLOCALIZEDCORROSIONINAl-Zn-Mg-XALUMINUMALLOYSCandidate：JiaYingyingSupervisor：Prof.JiangJiantangAcademicDegreeAppliedfor：Master

3、ofEngineeringSpeciality：MaterialsScienceAffiliation:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateforDefence:June2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要本文研究了成分及时效工艺对Al-Zn-Mg-X铝合金局部腐蚀行为的影响。论文综合应用EBSD、TEM/STEM-EDS技术对合金的晶粒

4、组织特征及晶界区域的微区组分结构特征进行系统的表征、对点蚀及沿晶腐蚀形态进行了观察，采用动电位极化、浸泡试验、EXCO全浸试验、慢应变速率拉伸及盐雾暴露试验对材料的局部腐蚀行为和环境腐蚀性能进行了系统的表征和评价。在上述表征的基础上，系统分析了合金成分及时效工艺对微观组织结构及腐蚀行为的影响，揭示了“成分-组织结构-耐蚀性”的关联规律。研究表明，Al-Zn-Mg-Cu合金中微量Sc的添加可以抑制再结晶，并显著降低再结晶组织的晶界取向差。该组织不仅提高合金的强塑性，还能有效抑制时效过程中晶界析出及晶界无析

5、出带的宽化。受此影响，M-Cu-Sc合金与7050合金相比，其晶界无析出带窄小、晶界析出相离散，晶界析出相和晶界无析出带中的Cu、Mg、Zn含量较低。对比分析表明，M-Cu-Sc合金去除Cu元素晶内析出相数密度降低、尺寸增大，合金的强度因此显著下降、过时效倾向增强；Cu元素的去除使晶界沉淀相连续程度提高、晶界无析出带显著变宽。动电位极化曲线测试表明，基体自腐蚀电位及自腐蚀电流密度的次序均为：7050>M-Cu-Sc>M-Sc。Sc的添加降低7050合金的基体自腐蚀电位，而Cu的去除是M-Sc合金自腐蚀电

6、位较M-Cu-Sc显著降低的主要原因。随着过时效程度的发展，M-Sc、M-Cu-Sc及7050合金的基体腐蚀电位均有降低，其中M-Cu-Sc中的下降尤其显著。Sc元素添加形成的粗大Al3ScxZr1-x夹杂相在M-Sc、M-Cu-Sc两种合金中均作为阴极相诱发邻近基体的优先溶解、导致点蚀，但是无显著的去合金化效应；M-Cu-Sc合金中存在的Al2CuMg同样作为阴极相诱发点蚀并发生显著的去合金化过程；7050合金中Al2CuMg及Al7Cu2Fe均诱发腐蚀并发生去合金化过程。Al3ScxZr1-x、Al

7、2CuMg及Al7Cu2Fe诱发点蚀的次序未见差异。EXCO全浸但由于其连续性试验结果表明，相同时效态下合金剥落腐蚀敏感性由高到低依次为：7050>M-Cu-Sc>M-Sc，其中M-Sc合金经15小时浸泡仅发生轻微点蚀，耐IGC性能优异；同一合金C100、T74两种状态剥落腐蚀敏感性差别不大。M-Sc合金因基体腐蚀电位较低、与晶界沉淀相电位差较小，晶界区域不易萌生点蚀；与-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文7050合金相比，M-Cu-Sc合金晶界沉淀相较少、分散分布且无析出带宽度较窄，因此沿晶腐蚀的扩展

8、较慢，耐蚀性较好。慢应变速率拉伸测试表明，相同时效态应力腐蚀敏感性排序：7050>M-Cu-Sc>M-Sc。Sc元素的添加及Cu的去除均有利于耐应力腐蚀性能的提高；M-Sc合金无显著的应力腐蚀敏感性。盐雾暴露试验表明，Cu的去除使M-Cu-Sc合金盐雾腐蚀敏感性显著降低。论文的研究表明，Sc元素的添加、Cu的去除配合适当的时效工艺可以在保证强塑性的基础上显著提高7xxx合金的耐腐蚀性能，而C100非等温时效可以获得与T74态合金相当的力学及