7000系铝合金应力腐蚀行为研究

发布时间：2017-03-26 05:10

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【摘要】：7000系铝合金在3.5%NaCl溶液中的SCC行为已经被研究多年,但是针对T5时效处理的铝合金研究较少。介质pH虽然不是影响铝合金SCC的决定性因素,然而在时间和服役环境的作用下,也有可能产生突发性的失效断裂。而对铝合金进行涂装处理和外加电位保护都能有效的降低合金的应力腐蚀敏感性,但是目前关于涂层对于铝合金SCC的防护研究也比较少。此外,只有适当的外加极化电位的才能起到铝合金SCC的防护作用。因此,研究T5时效处理的7000系铝合金在不同介质条件下的应力腐蚀开裂行为以及涂装和外加极化电位保护措施对铝合金应力腐蚀开裂的影响具有重要的理论和现实意义。本文利用动电位极化曲线测试法研究了应变对7000系铝合金在不同pH的3.5%NaCl溶液中的电化学行为的影响;通过慢应变速率拉伸测试法研究了铝合金在不同pH值3.5%NaCl溶液中的SCC行为；并且探究了恒电位极化以及不同涂层对铝合金SCC行为的防护作用；利用SEM对断口形貌进行了分析；利用EIS探究了应变对涂层防护性能的影响。所得主要结论如下：铝合金在不同pH的3.5%NaCl溶液中,2%应变后使得铝合金自腐蚀电流密度提高,自腐蚀电位负移。溶液pH值对铝合金应力腐蚀敏感性具有显著的影响,pH 2时铝合金具有较高的SCC敏感性,而在pH 5时SCC敏感性降到最低,随着pH继续升高SCC敏感性逐渐变大。在不同pH 3.5%NaCl溶液中SCC敏感性的大小顺序为：pH 12pH 9pH 2pH 7pH 5.恒极化电位能显著影响铝合金在pH7的3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性：极化电位为-1.01V时,会明显降低铝合金在pH7的3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性,极化电位-0.91V时,应力腐蚀敏感性与未极化的试样相当,其他电位下铝合金的应力腐蚀敏感性增强。不同极化电位下的应力腐蚀敏感性顺序为：-0.74V-1.23V-1.11V-0.91V-1.01V。表面预处理会对铝合金SCC行为产生影响,使用蚀刻底漆后铝合金在3.5%NaCl溶液中的的应力腐蚀敏感性增大。不同涂装的防护效果不同：打磨后涂装只锌黄底漆应力腐蚀敏感性没有改变,涂装锌黄底漆和面漆后应力腐蚀敏感性降低,但是依然具有应力腐蚀敏感性；使用蚀刻底漆后只涂装面漆使得应力腐蚀敏感性下降,涂装锌黄底漆／面漆的试样基本没有应力腐蚀敏感性。涂层的保护作用跟应变量有明显的关系,涂装试样的阻抗值随着应变量的增加而逐渐降低。介质pH值对采用蚀刻底漆／锌黄底漆／醇酸面漆涂装的铝合金试样在3.5%NaCl溶液中SCC行为有明显影响。涂装试样在不同pH值的3.5%NaCl溶液中的应力腐蚀敏感性大小顺序为：pH 2pH 5pH 12 pH 9pH 7。
【关键词】：7000系铝合金 应力腐蚀开裂 极化 涂层 电化学
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-28
• 1.1 7000系铝合金简介14
• 1.2 应力腐蚀开裂研究现状14-16
• 1.2.1 概述14
• 1.2.2 应力腐蚀开裂的条件及特点14-16
• 1.3 7000系铝合金应力腐蚀开裂相关理论16-19
• 1.3.1 阳极溶解17-18
• 1.3.2 氢致开裂18-19
• 1.4 影响7000系铝合金应力腐蚀开裂的因素19-24
• 1.4.1 环境介质因素19-20
• 1.4.2 冶金及热处理20-22
• 1.4.3 表面处理22-24
• 1.4.4 电化学效应24
• 1.5 应力腐蚀开裂研究方法24-26
• 1.5.1 恒载荷法24-25
• 1.5.2 恒应变法25
• 1.5.3 慢应变速率试验方法(SSRT)25
• 1.5.4 电化学方法25-26
• 1.5.5 物理方法26
• 1.6 本论文的研究意义以及主要研究内容26-28
• 第二章 实验方法28-34
• 2.1 试验材料28
• 2.2 试样的制备28-30
• 2.3 慢应变速率拉伸测试30-32
• 2.4 电化学测试32-34
• 第三章 pH对铝合金在3.5%NaCl溶液中SCC行为的影响34-56
• 3.1 铝合金在不同pH值3.5%NaCl溶液中的电化学行为研究34-40
• 3.1.1 极化曲线34-37
• 3.1.2 交流阻抗谱37-40
• 3.2 应变对铝合金在3.5%NaCl溶液中电化学行为的影响40-46
• 3.3 铝合金在不同pH值3.5%NaCl溶液中的SSRT慢应变速率测试46-52
• 3.3.1 拉伸曲线46-48
• 3.3.2 断口微观形貌分析48-51
• 3.3.3 试样侧面二次裂纹51-52
• 3.4 分析与讨论52-54
• 3.5 本章小结54-56
• 第四章 极化对铝合金SCC的影响56-64
• 4.1 极化电位的选择56
• 4.2 极化条件下的慢速率应变测试56-58
• 4.3 断口微观形貌58-60
• 4.4 分析与讨论60-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章 涂层对铝合金SCC的影响64-78
• 5.1 表面预处理对铝合金SCC的影响64-66
• 5.2 不同涂层对铝合金在3.5%NaCl溶液中SCC的影响66-69
• 5.3 介质溶液pH值对涂层SCC保护性能的影响69-72
• 5.4 有无涂层的比较72-75
• 5.5 本章小结75-78
• 第六章 总结论78-80
• 参考文献80-86
• 致谢86-87
• 研究成果以及发表的学术论文87-88
• 作者和导师简介88-89
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书89-91
• 指导教师对硕士研究生的学位论文的学术评议书91-93
• 评阅人对硕士研究生的学位论文的学术评议书（一）93-95
• 评阅人对硕士研究生的学位论文的学术评议书（二）95-96

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 马景灵;文九巴;卢现稳;李元侦;;铝合金阳极腐蚀过程的电化学阻抗谱研究[J];腐蚀与防护;2009年06期

2 姚京,褚武扬,肖纪美;压应力导致不锈钢的应力腐蚀[J];金属学报;1983年05期

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本文编号：268300