2219铝合金搅拌摩擦焊接头电偶腐蚀行为研究

发布时间：2017-08-21 00:07

  本文关键词：2219铝合金搅拌摩擦焊接头电偶腐蚀行为研究

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【摘要】：本文通过扫描电镜分析(SEM)、能谱分析(EDS)以及硬度测试分析等多种手段对2219铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头各微区微观组织结构进行分析,研究了各微区内析出相的尺寸、分布情况以及在焊接过程中的溶解、析出行为。对接头在3.5%NaCl溶液中进行浸泡腐蚀试验,并结合晶间腐蚀试验、剥落腐蚀试验研究各微区的腐蚀行为,再通过金相显微镜和SEM原位观察各微区腐蚀行为演变。通过电化学测试(开路电位、动电位极化曲线等)手段深入研究接头各微区之间的腐蚀效应。接头组织分析表明：合金中析出相主要为θ(Al2Cu)相。轴肩作用区(SAZ)为细小的等轴晶组织,大尺寸析出相粒子在热机作用下破碎细化且均匀分布,大部分θ(Al2Cu)相溶解,硬度明显比母材低。浸泡试验、晶间腐蚀试验与剥落腐蚀试验结果表明：2219铝合金FSW接头各微区在腐蚀介质中以点蚀-晶间腐蚀-剥落腐蚀的过程发生演变。接头各个微区的腐蚀机制是基体与第二相之间的微观电偶的形成,而各微区腐蚀行为的不同源于微观组织的差异：母材(BM)与热影响区(HAZ)内粗大的析出相使其与基体之间形成的电偶作用最明显,因而腐蚀较严重；SAZ由于析出相尺寸小,分布均匀,微观电偶作用较弱,因而在腐蚀过程中始终呈现点蚀。通过开路电位分析2219铝合金FSW接头各微区之间存在腐蚀电位差,有电偶腐蚀效应存在。SAZ电位较高,作为阴极受到保护；BM作为阳极加速腐蚀。通过极化曲线分析表明,随浸泡的进行,各微区腐蚀行为随之发生变化。浸泡初期,SAZ腐蚀电位高于BM,浸泡一段时间后,两微区的腐蚀电位差逐渐减小直到电位差消失,甚至极性发生反转,这是接头不同微区之间的电偶腐蚀效应与第二相粒子在腐蚀过程中的行为的变化共同作用的结果。
【关键词】：2219铝合金 搅拌摩擦焊 析出相 电偶腐蚀 电化学腐蚀
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG453.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 选题的意义10-11
• 1.2 搅拌摩擦焊简介11-13
• 1.2.1 搅拌摩擦焊的原理11-12
• 1.2.2 搅拌摩擦焊的特点12-13
• 1.3 铝铜锰合金简介13-19
• 1.3.1 铝铜锰合金发展概况13-14
• 1.3.2 铝铜锰合金组织特征14-15
• 1.3.3 铝铜锰合金的搅拌摩擦焊焊接15-16
• 1.3.4 铝铜锰合金腐蚀性能概述16-19
• 1.4 铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀的研究进展19-21
• 1.4.1 局部腐蚀20
• 1.4.2 应力腐蚀20-21
• 1.5 本论文的主要研究内容及意义21-23
• 第2章 试验材料及试验方法23-27
• 2.1 试验材料及焊接工艺23
• 2.1.1 试验材料23
• 2.1.2 焊接参数23
• 2.2 试验方法23-27
• 2.2.1 组织分析23-24
• 2.2.2 硬度分布测量24
• 2.2.3 点蚀试验及原位观察24
• 2.2.4 晶间腐蚀试验24-25
• 2.2.5 剥落腐蚀试验25
• 2.2.6 电化学分析25-27
• 第3章 2219铝合金搅拌摩擦焊接头组织27-33
• 3.1 焊接接头各微区的晶粒27-28
• 3.2 焊接接头表面第二相分布28-30
• 3.2.1 母材区第二相分布28-29
• 3.2.2 接头各区域第二相分布29-30
• 3.3 焊接接头表面硬度分析30-31
• 3.4 本章小结31-33
• 第4章 2219铝合金搅拌摩擦焊接头的腐蚀演变过程研究33-50
• 4.1 2219铝合金FSW接头的点蚀演变观察33-40
• 4.1.1 接头的点蚀形貌演变33-36
• 4.1.2 腐蚀演变原位观察及腐蚀机制分析36-40
• 4.2 2219铝合金FSW接头晶间腐蚀(IGC)试验40-44
• 4.2.1 IGC腐蚀宏观形貌40-43
• 4.2.2 IGC腐蚀微观形貌43-44
• 4.3 2219铝合金FSW接头剥落腐蚀(EXCO)试验44-48
• 4.3.1 EXCO腐蚀速率44-45
• 4.3.2 EXCO腐蚀形貌45-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第5章 2219铝合金搅拌摩擦焊接头的宏观电偶腐蚀行为研究50-60
• 5.1 接头表面各微区电化学分析50-56
• 5.1.1 接头表面各区域电位分析51-53
• 5.1.2 接头表面各微区腐蚀速率分析53-56
• 5.2 接头表面宏观电偶腐蚀行为56-59
• 5.3 本章小结59-60
• 结论60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文69

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