热处理工艺对6082铝合金晶间腐蚀规律的影响

发布时间：2020-11-11 04:33

　　 铝合金中添加Cu、Mg与Si的质量比不适当或经过不适当的热处理会导致本不具有晶间腐蚀性的6xxx系铝合金产生晶间腐蚀敏感性,本文以6xxx系铝合金中的6082铝合金为研究材料,采用扫描电镜(SEM)及其自带的能谱仪、光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、背散射电子衍射仪(EBSD)、维氏硬度计等分析手段,采用晶间腐蚀实验、维氏硬度测量等测试手段,分析研究了热处理工艺对6082铝合金晶间腐蚀规律的影响,研究结果表明:6082铝合金硬度曲线一般在200℃时效时达到峰值,呈现一种先上升后下降的趋势,并且前期固溶处理温度不同,硬度曲线不同。6082铝合金的腐蚀深度曲线和腐蚀率曲线均在时效200℃时达到峰值,且都呈现一种先上升后下降的趋势。前期时效处理温度不同,腐蚀深度曲线不同,但最大腐蚀深度相近;腐蚀的次数不同,腐蚀率曲线不同,最高腐蚀率为15.23%。6082铝合金时效处理中在未回火状态下晶界上出现较大的“Mg原子聚集态”,之后会产生极其微量的偏聚现象,直到150℃×1Hr人工时效处理产生了位错线与基体共格产生的畸变,说明,此时是G.P区产生的开始阶段。在硬度测定、晶间腐蚀深度测定和腐蚀率测定结果上,均有加速上升的趋势。175℃×1Hr人工时效处理是6082铝合金的合金元素偏聚的开始阶段,偏聚体数量几乎覆盖了整个晶粒,宏观上表现为硬度的上升,晶间腐蚀的加剧。在200℃×1Hr人工时效处理时,点状析出周围由于位错等缺陷的规律性分布而引起的类似于“摩尔条纹”的现象,是晶间腐蚀达到峰值的表现。300℃×1Hr-400℃×1Hr人工时效处理中,粒状第二相随着时效温度的提高,其内的合金元素进一步聚集,原子的有序度进一步增加。随着时效温度的提高,部分晶粒发生回复再结晶,使晶界和亚晶界移动的结果,新的晶界上则看不到析出的第二相短杆状颗粒。说明了晶间腐蚀的情况随粒状第二相的聚集消失而开始减弱。裂纹以网状不断地形成,并沿着Mg_2Si与基体的相界为桥梁发展,同时向晶内延伸。6082铝合金的腐蚀深度曲线也就同硬度曲线出现了相同的趋势。
【学位单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG146.21;TG166.3
【部分图文】：

8图 1.1 6xxx 系铝合金的相图(a)6xxx 系铝合金相图靠铝角液相面图，(b) 6xxx 系铝合金相图靠铝角固态相区分布图，(c) α(Al)-Mg2Si 伪二元相图图 1.1(a)为 6xxx 系铝合金相图靠铝角的液相面，图 1.1(b)是铝角的固态相区分布，可以看出在靠铝角的（A、B 点）二元共晶反应共有两个，（C 点）伪二元共晶反有一个及两个（D、E 点）三元共晶反应，在表 1-7 中，显示了各定温反应的温度分[11,12]。其中图 1.1(c)是 L α(Al)+Mg2Si 的伪二元共晶靠铝角垂直截面图。当共晶达到 300 ℃也就是 573 K 时，Mg2Si 在 Al 中的最大固溶度则降到 0.27%；当温度 500 ℃也就是 773 K 时，Mg2Si 在 Al 中的最大固溶度为 1.05%；当温度达到 595 ℃是 868 K 时，Mg2Si 在 Al 中的最大固溶度为 1.85%，故而在 6xxx 系铝合金中 Mg2S要强化相。研究表明：在自然时效和人工时效状态时，位于 L α(Al)+Mg2Si 伪二晶左边的 α(Al)+Mg2Si+Si 三相区的合金均强度最大，α(Al)区退火状态的伸长率比

图 1.2 6xxx 系铝合金的点蚀形貌[14]点蚀的特点如下：（1）点蚀的腐蚀形貌大多数呈现孔小而深的情况，且孔深常大于孔径。（2）点蚀孔分布不均匀，或集中或分散各不相同，蚀孔深度也有深有浅。（3）由于点蚀孔口很小且常常有腐蚀产物覆盖，因此点蚀是一种外表看似隐蔽，害极大的局部腐蚀类型。（4）点蚀孔很少有沿横向发展，通常都沿重力方向发展，故常见情况下点蚀会出水平放置的试样上的表面，蚀孔一旦形成，点蚀会自动向深处加速进行。（5）点蚀的危害性极强，同时点蚀的隐患性也是巨大的，通常会引发其他腐蚀如、晶间腐蚀、应力腐蚀的发生。铝合金点蚀的过程一般分为点蚀的萌生和点蚀的发展两个阶段。点蚀开始之后，金一般情况下会沿着重力方向继续发生深度腐蚀。2、晶间腐蚀（Intergranular Corrosion）晶间腐蚀是铝合金在腐蚀溶液中沿晶界或在晶界边缘缓慢向晶内扩展发生的局部

图 1.3 6xxx 系铝合金晶间腐蚀形貌晶间腐蚀的特征：从宏观上看，合金表面看起来没有变化，但如果在严重腐蚀的情况下，晶粒与之间的结合力已经丧失，轻轻敲击遭受晶间腐蚀的合金，会发现合金材料已经无出清脆的金属声响，继续对合金材料进行用力敲击时，合金材料会破碎成小块甚成粉状，此时合金材料已完全失去强度，会使零件和设备突然失效，由此可见，腐蚀是一种具有较大危害性的局部腐蚀。从微观上看，晶间腐蚀从表面开始，沿晶界向内部发展，腐蚀形貌表现为会有不规则形状的腐蚀裂纹和腐蚀坑在晶界上或晶界附近产生[16]。二十世纪四十年代，Dix[17]研究发现晶间腐蚀会产生于在氯化钠溶液中浸泡的通效处理的 Al-Cu 铝合金，Dix 表明当在较高的温度下进行时效处理时，析出相会优晶界析出，并且会比晶体中的析出相更粗大。同时，晶界附近会形成一个较窄的原子贫乏区（接近于纯铝）。这一狭长区域越接近于纯铝，在氯化钠溶液中的腐位就会越活跃，从而使晶间腐蚀沿着该区域继续扩展，Hollingsworch和Kaesch等[18
【参考文献】

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本文编号：2878752