7050鋁合金厚板局部腐蝕敏感性研究.pdf

1、7050鋁合金厚板是重要的航空用結(jié)構(gòu)材料，廣泛用作飛機(jī)的機(jī)身框架、桁條及機(jī)翼壁板等承力部件。由于環(huán)境腐蝕介質(zhì)和應(yīng)力的作用不可避免，7050鋁合金板在服役過(guò)程中發(fā)生剝落腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。針對(duì)這一問(wèn)題，本文結(jié)合大飛機(jī)工程材料研制需要，通過(guò)浸蝕和電化學(xué)測(cè)試，采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡和掃描開(kāi)爾文探針原子力顯微鏡觀察分析，研究了7050鋁合金板在含Cl-1離子介質(zhì)中的局部腐蝕行為，探求了固溶、淬火、預(yù)拉伸和雙級(jí)時(shí)效對(duì)合金組織和局部腐蝕

2、敏感性的影響規(guī)律以及厚板局部腐蝕的方向性，獲得了以下結(jié)論:
　　(1)合金局部腐蝕起源于粗大第二相，如殘留的亞微米Al2CuMg相（電極電勢(shì)比鋁基體低100～500mV）和初生Al7Cu2Fe相（電極電勢(shì)比鋁基體高100～600mV）。孤立Al2CuMg相隨著腐蝕的進(jìn)行極性發(fā)生轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致腐蝕擴(kuò)展困難，一般不會(huì)形成微裂紋;而Al2CuMg相與Al7Cu2Fe相間強(qiáng)烈的電耦作用會(huì)使腐蝕加速并形成微裂紋。單級(jí)固溶溫度升高粗大非平衡結(jié)晶A

3、l2CuMg相逐漸溶解，板材局部腐蝕敏感性降低;但高溫固溶會(huì)導(dǎo)致合金中再結(jié)晶分?jǐn)?shù)快速增加，降低板材的力學(xué)性能和腐蝕性能;最佳的單級(jí)固溶制度為470℃/2.5h。逐級(jí)升溫強(qiáng)化固溶可使合金在保持高強(qiáng)度的同時(shí)，抗應(yīng)力腐蝕性能提高;最佳的雙級(jí)固溶制度為450℃/1.5h+480℃/0.5h;逐級(jí)固溶后板材的KISCC值最大，為17.8MPa·m1/2。
　　(2)晶界區(qū)域η相覆蓋比率決定腐蝕形貌。淬火過(guò)程中，隨淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間延長(zhǎng)，晶界和亞晶

4、界區(qū)域η相覆蓋比率依次增加，板材晶間腐蝕形貌由穿晶腐蝕逐漸向粗大網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、精細(xì)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。過(guò)時(shí)效處理可促進(jìn)Cu元素在晶界析出相中的均勻擴(kuò)散，降低板材晶間腐蝕敏感性;但當(dāng)Cu元素含量接近10at.％（達(dá)到平衡狀態(tài)）后，繼續(xù)增加時(shí)效程度，PFZ寬化嚴(yán)重反而會(huì)提高板材腐蝕敏感性。
　　(3)預(yù)拉伸變形量宜控制在2％左右。預(yù)拉伸變形量增加，晶界析出相尺寸、相鄰析出相間距和PFZ寬度先略有增加然后減小;晶界析出相分布由鏈狀變得連續(xù)分布;合

5、金抗應(yīng)力腐蝕性能不斷減小。
　　(4)在先低溫后高溫的雙級(jí)時(shí)效處理的高溫階段，隨著第二級(jí)時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，合金硬度先增加后減小;合金腐蝕類(lèi)型由沿晶腐蝕向穿晶腐蝕轉(zhuǎn)變，使得合金失重腐蝕速率增加;但腐蝕電流密度和腐蝕裂紋擴(kuò)展速率減小，合金耐蝕性能提高。最佳的第二級(jí)時(shí)效工藝為163℃/12h。
　　(5)7050-T7451120mm鋁合金厚板腐蝕性能具有方向性。從表層到中心層，板材抗剝落腐蝕性能先減小后略有增加。同一厚度層內(nèi)不同方向