Al-4.2Zn-1.3Mg合金固溶处理工艺与腐蚀行为的研究

发布时间：2020-05-09 00:35

【摘要】：Al-Zn-Mg合金具有较高的强度,良好的挤压性能和优良的焊接性能,被广泛运用于交通运输、航天航空等领域,但该合金较差的耐蚀性很大程度上限制了其应用。本文以Al-4.2Zn-1.3Mg合金为研究对象,利用金相显微镜和扫描电镜研究了合金在不同固溶制度下的微观组织;通过电导率、硬度和拉伸性能实验,测试了合金的物理和力学性能;通过全浸腐蚀实验、电化学试验和晶间腐蚀实验,测试了合金的腐蚀失重速率、极化曲线、电化学阻抗谱和晶间腐蚀深度,研究了不同固溶制度下合金的耐腐蚀性能。最后,系统分析了腐蚀过程中的动力学问题及其晶间腐蚀的微观机制,并确定最佳的固溶处理工艺。实验结果表明:Al-4.2Zn-1.3Mg合金最佳单级固溶处理工艺为470℃×2h,经该固溶并时效处理后硬度达到了105.5HV,抗拉强度和屈服分别为354MPa和312MPa,合金的自腐蚀电位为-0.88V,自腐蚀电流密度为8.9×10~-66 A·cm~(-2)。与单级固溶处理相比,多级固溶处理能在再结晶程度较轻的情况下使合金中第二相溶解更充分;合金经450℃×1h+480℃×0.5h双级固溶处理并时效后,抗拉和屈服强度均提高了40MPa左右。合金的耐腐蚀性能按照以下次序升高:单级固溶处理、双级固溶处理、三级固溶处理。合金经三级固溶处理后具有最佳的耐腐蚀性能,合金的晶间腐蚀深度从单级固处理的118μm降为50μm。综合考虑力学性能与耐腐蚀性能,Al-4.2Zn-1.3Mg合金的最佳固溶处理制度为420℃×2h+450℃×1h+480℃×0.5h+120℃×24h,经此固溶制度处理的合金在3.5%NaCl溶液中,随浸泡时间的延长,腐蚀速率先下降而后维持一个稳定的数值,采用D(t)=0.1543t~(0.504)幂函数拟合后理论腐蚀速率与实测值相吻合。Al-4.2Zn-1.3Mg合金的晶间腐蚀过程从点蚀萌生开始,进入点蚀的稳态期,随着腐蚀时间的延长,腐蚀产物在点蚀孔处堆积,腐蚀速率逐渐降低,逐渐过渡到晶间腐蚀阶段。
【图文】：

Al-4.2Zn-1.3Mg合金热轧态的SEM形貌

Al-4.2Zn-1.3Mg合金中第二相能谱分析
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG156.94;TG146.21

【参考文献】

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本文编号：2655292