微量B、Sn、Ce元素對HAl77-2鋁黃銅組織及耐蝕性能影響的研究.pdf

1、鋁黃銅管因其良好的加工性能、優(yōu)良的耐腐蝕性能和較好的傳熱性能，常常被用于冷凝器中的熱交換材料，但低成本的鋁黃銅合金管材在使用過程中會存在明顯的脫鋅腐蝕傾向，因此進(jìn)一步提高鋁黃銅合金的耐腐蝕性能，延長合金管材的使用壽命，具有重要的實(shí)際意義。本實(shí)驗(yàn)以工業(yè)上常用的HAl77-2鋁黃銅為基礎(chǔ)，利用正交試驗(yàn)的設(shè)計方法，采用靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)、電化學(xué)測試、金相（OM）、掃描電鏡（SEM）、室溫拉伸和物相分析（XRD）等檢測分析方法對添加不同含量的B、Sn

2、、Ce元素的HAl77-2鋁黃銅的力學(xué)性能及其耐腐蝕性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明：
　?。?）HAl77-2鋁黃銅是基體為Cu0.64Zn0.36的單相α組織，添加了不同含量的B、Sn、Ce元素的合金并沒有改變合金的物相組成，添加的三種元素都固溶到合金基體中產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效果，導(dǎo)致其硬度值均比不添加其他元素的鋁黃銅試樣高。
　?。?）B、Sn、Ce這3種元素均是提高HAl77-2鋁黃銅耐腐蝕性能的有效添加元素，在耐脫鋅腐蝕性能

3、方面，各元素影響程度順序：B>Sn>Ce；在耐海水腐蝕性能方面，各元素影響程度順序是：Sn>B>Ce。通過對正交試驗(yàn)中的各組試樣進(jìn)行靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)、電化學(xué)性質(zhì)測試與腐蝕形貌分析，結(jié)果表明添加了0.05％B、0.5%Sn、0.15%Ce的合金試樣在不同溶液中的腐蝕速率均是最小的，腐蝕表面最平整，電化學(xué)腐蝕性質(zhì)最穩(wěn)定，耐腐蝕性能最強(qiáng)。將添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce試驗(yàn)最優(yōu)試樣的與添加0.03%B、1.50%Sn、0.15%

4、Ce理論最優(yōu)試樣進(jìn)行對比驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)最優(yōu)試樣腐蝕性能優(yōu)于理論最優(yōu)試樣，說明添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的合金試樣是提高合金耐蝕性能的最優(yōu)合金成分點(diǎn)。
　?。?）添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的最優(yōu)合金試樣在不同狀態(tài)下耐腐蝕性能和力學(xué)性能差異明顯。耐蝕性由強(qiáng)到弱的順序是：退火態(tài)>再結(jié)晶態(tài)>鑄態(tài)>冷軋態(tài)。經(jīng)800℃×4h擴(kuò)散退火試樣腐蝕速率最小，平均脫鋅層厚度僅為332.2μm。在力學(xué)性能方面，

5、再結(jié)晶態(tài)合金試樣組織由于是細(xì)小均勻的等軸晶，表現(xiàn)出的良好的力學(xué)性能優(yōu)于其他不同狀態(tài)的合金試樣。
　?。?）再結(jié)晶退火工藝對最優(yōu)合金試樣性能有明顯影響。不同退火溫度下退火時間對合金電化學(xué)性質(zhì)影響程度不同，400℃下不同退火時間的合金的電化學(xué)性質(zhì)差異最大，600℃時最小。在相同的退火時間的條件下，隨著退火溫度的升高，合金的腐蝕速率表現(xiàn)出先減小后增大的變化趨勢，合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率則是先變大后減小。
　?。?）經(jīng)800℃×4h擴(kuò)

6、散退火，75%冷軋加工，后經(jīng)500℃×3h再結(jié)晶退火的最優(yōu)成分合金試樣的腐蝕速率隨氯離子濃度的增加呈現(xiàn)先下降，后上升，而后趨于穩(wěn)定的變化趨勢；隨pH值增加的變化趨勢是先急劇下降，后趨于平緩，再稍有降低，最后又明顯上升，在弱堿環(huán)境溶液中的腐蝕速率最小，強(qiáng)酸環(huán)境溶液中的腐蝕速率最大。合金的腐蝕速率與Cl-離子濃度呈現(xiàn)4次方的函數(shù)關(guān)系，滿足函數(shù)方程：
　　此處為公式
　　其中：y—腐蝕速率；x—Cl-濃度
　　當(dāng)Cl-濃度為