5083和6061铝合金缝隙腐蚀行为研究

发布时间：2017-04-10 17:05

  本文关键词：5083和6061铝合金缝隙腐蚀行为研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铝合金因其质量更轻、强度较高等优良的特性，在船舶行业呈现良好的发展势头。各国的船舶越来越多的使用了铝合金做为船体结构的材料。但是它存在的一些腐蚀问题制约了其在船舶行业的发展。5083和6061铝合金是船舶上常用的铝合金，这些材料在服役过程中不可避免的会遇到缝隙的环境。针对这种工况条件，研究铝合金的缝隙腐蚀行为，为开发新型船用材料、为船舶行业提供设计依据，以及铝合金在船舶行业的应用提供理论与技术支持。 实验建立了一套模拟缝隙环境的实验装置。利用高温氧化法和恒电流极化法，，成功的探索出适合缝隙环境原位监测的Ir/IrO2pH探针和Ag/AgCl探针的制备工艺。 研究了5083和6061铝合金在缝隙内电位、pH值和Cl-浓度的分布以及随时间的变化规律。结果表明：5083和6061铝合金从缝口到缝隙内部氯离子浓度逐渐增大，pH值逐渐降低，相比而言，5083铝合金体系缝隙内成分变化更加明显；测量了5083和6061铝合金缝隙内不同位置的电位分布，5083铝合金缝隙内不同位置的电位降较小，6061铝合金在浸泡后期出现了明显的电位降。可见，两种机制均会对5083和6061铝合金的缝隙腐蚀起作用，其中5083铝合金以缝隙内的成分变化机制为主导，6061铝合金以IR降机制为主导。 利用电化学噪声技术研究了模拟缝隙环境下5083和6061铝合金不同位置的腐蚀行为。结果表明：6061铝合金腐蚀速度大于5083铝合金；对于5083铝合金来说，距缝口远处的腐蚀形态趋近局部腐蚀，距缝口近处趋近均匀腐蚀；6061铝合金从缝口到缝隙内部局部腐蚀的趋势逐渐加强。 研究了5083和6061铝合金的显微组织。研究结果表明：对于5083铝合金来说，Al-Fe-Mn相电位略高于基体，微电偶作用小，点蚀不容易产生，钝化膜完整性好，发生腐蚀需要缝隙内氯离子聚集和酸化的环境；而6061铝合金含有电位很高的Al-Fe-Si相和电位很低的Mg2Si相，两相较大的电位差使得微电偶作用大，容易发生点蚀，点蚀继续生长，钝化膜发生破坏，金属裸露，电位降低。不同类型第二相的微点偶作用是5083和6061铝合金的缝隙腐蚀行为以及遵循的腐蚀机制有着较大差别的原因。
【关键词】：铝合金 缝隙腐蚀 电化学噪声
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG172
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 铝合金的特点及应用12-15
• 1.2.1 铝合金及铝合金的特点12-13
• 1.2.2 铝合金材料在船舶上的应用13-14
• 1.2.3 船用铝合金的腐蚀形式14-15
• 1.3 缝隙腐蚀机理、影响因素及研究方法15-19
• 1.3.1 缝隙腐蚀机理15-16
• 1.3.2 缝隙腐蚀影响因素16-18
• 1.3.3 缝隙腐蚀研究方法18-19
• 1.4 课题研究内容及实验方案19-21
• 1.4.1 课题研究内容19-20
• 1.4.2 实验方案20-21
• 第2章 实验方法21-29
• 2.1 实验材料21-22
• 2.1.1 材料化学成分21
• 2.1.2 金相组织观察21
• 2.1.3 表面形貌观察及能谱分析21-22
• 2.2 电化学测试方法22-28
• 2.2.1 测试溶液22
• 2.2.2 模拟缝隙环境实验装置22
• 2.2.3 缝隙内部电位分布测试22-23
• 2.2.4 电化学噪声测试23-27
• 2.2.5 电化学噪声散粒噪声理论分析27-28
• 2.2.6 腐蚀形貌观察28
• 2.3 本章小结28-29
• 第3章 Ir/IrO_2pH 探针及 Ag/AgCl 探针制备方法29-41
• 3.1 Ir/IrO_2pH 探针制备工艺29-32
• 3.1.1 Ir/IrO_2pH 探针测试原理30
• 3.1.2 高温熔融盐法制备 Ir/IrO_2pH 探针30-31
• 3.1.3 高温氧化法制备 Ir/IrO_2pH 探针31-32
• 3.2 探针性能测试32-36
• 3.2.1 电位线性响应32-33
• 3.2.2 探针形貌33-34
• 3.2.3 探针长期浸泡稳定性34-36
• 3.3 Ag/AgCl 探针制备工艺36-37
• 3.3.1 探针制备原理36-37
• 3.3.2 制备方法 137
• 3.3.3 制备方法 237
• 3.4 探针性能测试37-40
• 3.4.1 探针电位线性响应37-39
• 3.4.2 探针长期浸泡稳定性39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 5083 和 6061 铝合金缝隙内电位、pH 值和 Cl-浓度的变化41-48
• 4.1 缝隙内、外不同位置的 pH 值分布41-42
• 4.2 缝隙内、外不同位置的 Cl-浓度分布42-44
• 4.3 缝隙内、外电位分布44-45
• 4.4 讨论45-46
• 4.5 本章小结46-48
• 第5章 利用电化学噪声技术研究 5083 和 6061 铝合金缝隙腐蚀行为48-63
• 5.1 5083 和 6061 铝合金缝隙内外不同位置的电化学噪声原始数据48-53
• 5.1.1 5083 铝合金缝隙内外不同位置的电化学噪声原始数据48-50
• 5.1.2 6061 铝合金缝隙内外不同位置的电化学噪声原始数据50-53
• 5.2 5083 和 6061 铝合金噪声电阻分析53-54
• 5.3 5083 和 6061 铝合金频域分析54-61
• 5.3.1 5083 和 6061 铝合金的 PSD 图谱分析54-56
• 5.3.2 5083 和 6061 铝合金频率的累积概率分布56-58
• 5.3.3 5083 和 6061 铝合金电量的累积概率分布58-59
• 5.3.4 5083 和 6061 铝合金频率和电量分析59-61
• 5.4 5083 和 6061 铝合金腐蚀形貌61-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第6章 5083 和 6061 铝合金显微组织分析63-76
• 6.1 5083 和 6061 铝合金金相组织及第二相观察63-68
• 6.1.1 金相组织观察63-64
• 6.1.2 第二相形貌观察64
• 6.1.3 能谱成分分析64-68
• 6.2 5083 和 6061 铝合金 TEM 分析68-71
• 6.2.1 5083 铝合金的 TEM 分析68-69
• 6.2.2 6061 铝合金的 TEM 分析69-71
• 6.3 5083 和 6061 铝合金的腐蚀机理讨论71-74
• 6.4 本章小结74-76
• 结论76-77
• 参考文献77-82
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果82-83
• 致谢83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 冯皓,吴荫顺,邢广忠;碳酸钠-碳酸氢钠溶液中X-42钢楔形缝隙内的电位和pH值[J];材料保护;2004年08期

2 张燕;宋玉苏;王源升;;电解型Ag/AgCl参比探头的制备及性能研究[J];材料保护;2007年11期

3 潘振声;朱建育;徐芳;金利通;王少年;李益民;;二氧化铱/铱传感器的研制及应用[J];化学传感器;1999年02期

4 宋义全;杜翠薇;张新;李晓刚;;X70管线钢楔型缝隙的阴极极化特性[J];金属学报;2006年03期

5 宋义全;杜翠薇;张新;李晓刚;;Cl~-浓度对X70管线钢缝隙腐蚀的影响[J];金属学报;2009年09期

6 朱希安,金声震,宁书年,王景宇;小波分析的应用现状及展望[J];煤田地质与勘探;2003年02期

7 熊惠;相建民;赵国仙;林冠发;魏斌;;22Cr双相不锈钢缝隙腐蚀的研究[J];石油矿场机械;2007年08期

8 张昭,张鉴清,李劲风,王建明,曹楚南;因次分析法在电化学噪声分析中的应用[J];物理化学学报;2001年07期

9 孙德勤;;铝合金结构材料及其发展[J];新材料产业;2011年08期

10 张燕;宋玉苏;王源升;;Ag/AgCl参比电极性能研究[J];中国腐蚀与防护学报;2007年03期

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本文编号：297149