含Sc的超高强AlZnCuMgZr合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为(1)VIP免费

第28卷第1期2008年2月航空材料学报JOURNAL0FAERONAUTICALMATERIALSV01．28．No．1Februarv2008含Sc的超高强Al—Zn—Cu—Mg—Zr合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为李文斌1’2，潘清林1，邹亮1，梁文杰1，何运斌1，王昌臻1(1．中南大学材料科学与工程学院，长沙410083；2．湖南城市学院，湖南益阳413000)摘要：研究了含钪Al—zn—cu-Mg-zr合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为。结果表明：合金在过时效状态下具有最低的晶问腐蚀与剥落腐蚀敏感性；随着时效时问的延长，其晶间腐蚀与剥落腐蚀敏感性逐渐降低；在Exc0溶液中进行的极化曲线测试也表现出相同的趋势。合金发生晶问腐蚀与叼7和s’相的析出与分布紧密相关。随着时效时间的延长，叼’和s’相不断析出并向平衡相叩和Js转变，进一步聚集长大，一方面减少了晶问腐蚀的阳极通道，另一方面减小了沉淀相与基体之间的开路电位，从而使晶问腐蚀和剥落腐蚀的速率降到最低。关键词：超高强Al—zn—cu—Mg—sc—zr合金；晶间腐蚀；剥落腐蚀；电化学；腐蚀速率中图分类号：TG174．3文献标识码：A文章编号：1005—5053(2008)01-0053—06早在20世纪30年代，人们就开始研究Al—zn—cu—Mg系合金，但由于该系合金存在严重的应力腐蚀面未得到实际应用。随着航空航天等领域对材料比强度和腐蚀性能要求的不断提高，A1．zn．cu—Mg系超高强度铝合金得到进一步开发，添加了一些既提高时效硬化强度，又降低腐蚀敏感性的微量元素如Mn，Cr，Ti等。近20年来，人们发现用微量的zr，sc替代Mn，Cr，Ti能获得更好的综合力学性能¨‘4j。但含sc的AI—zn—cu—Mg—zr系合金的腐蚀行为的研究却未见报道p“。。本工作着重研究含钪Al—zn—cu—Mg—zr合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为，并探讨其腐蚀机理。1试验方法试验合金成分(wt％)为：zn8．1，cu2．3，Mg2．05，Sc0．2，zr0．12，Al余量。样品尺寸为20mmx30mm×2．5mm，样品的时效制度见表l。时效处理后的样品经砂纸打磨、金刚石研磨膏抛光，丙酮除油、蒸馏水清洗后干燥24h待用。晶问腐蚀实验(IGc)根据GB／T7998～2005标准‘9o进行，腐蚀介质为浓度0．5mol／LNacl+0．1mol／LHcl的溶液，面容比为500mL／dm2，实验温度保持在(35土1)℃，浸泡时间为24h。腐蚀样表1实验合金的时效制度TabIelTheagi“gconditionsofthestudiedaIIoys品经30％HNO。溶液浸泡30秒，蒸馏水冲洗后吹干，截取其横断面，制成金相试样，在金相显微镜下收稿日期：2007_02-06；修订日期：2007-04—25基金项目：国家“863”计划项目(2006AA032523)作者简介：李文斌(1963一)，男，博士研究生，主要从事高性能铝合金的研究，(E—mail)Li—wenbin2006@eyou．com。观察其横截面点蚀和晶间腐蚀情况。剥落腐蚀按AsTMG34—200l标准¨叫进行，腐蚀介质为ExC0溶液(4mol／LNacI+O．1moI／LHN0，+0．5m01／LKNO，)，面容比为1500mL／dm。，实验温度为(25土1)℃，间断观察腐蚀样品腐蚀情况，并拍摄样品腐蚀后表面及洗去腐蚀产物后的宏万方数据54航空材料学报第28卷观形貌；对照AsTMG34—2001标准，对腐蚀试样进行评级。评级代号：N⋯轻微均匀腐蚀；P一点蚀；EA—EB—Ec—ED代表剥落腐蚀逐渐加重。极化曲线测试在s01artron1287电化学测试仪上进行，采用铂电极作为辅助电极，饱和甘汞电极(scE)作参比电极，溶液体系采用Exc0溶液，实验温度保持在25cC左右。透射电镜样品经机械预减薄后双喷穿孔而成，电解液为硝酸：甲醇(体积比为1：3)，温度低于一20℃。显微组织观察在TEcNAIG220电镜上进行，加速电压为200kV。2试验结果2．1晶问腐蚀肉眼观察已清除腐蚀产物后的样品表面发现：自然时效样品表面出现大量点蚀坑，欠时效状态样品表面的点蚀坑较浅，且有轻微的线状腐蚀条纹，而峰时效和过时效样品表面沿轧制方向分布着较深的线状腐蚀槽。图1是合金晶问腐蚀后各时效状态的剖面金相显微组织，由图可以看出，自然时效、欠时效状态样品晶问腐蚀程度较为严重，峰时效和过图1合金不同时效状态的晶间腐蚀金相组织Fig．1Micrographyofinte。granularcorrosionofthealloysundervariousageingtime(a)自然时效；(b)120℃／4h；(c)120oC／24h；(c)120℃／72h时效样品也都发生明显的晶问腐蚀，...