在目前使用的变形铝合金中,应用最广泛的是可以通过热处理进行强化的6000系列合金,这是一类Al-Mg-Si和Al-Mg-Si- cu合金。

6000系列合金

2018年,在美国铝业协会(The Aluminum Association, Inc.)注册的常见和不常见合金共有706种,其中6000系列合金最多,有126种,占18%,分布在建筑行业、结构领域和交通运输领域。由于其具有良好的成形性、中等强度、优异的耐腐蚀性能而得到广泛应用。

但是,如果合金成分配比不合适,热处理参数选择不当,或者加工成形不当,在含氯环境中就会发生晶间腐蚀。

在大多数情况下,晶间腐蚀发生在含少量铜和高Si/Mg的合金中。通常,大多数含铜合金的铜含量不超过0.4%,只有6013、6113、6056、6156等4种合金。铜含量高达1.1%,在Al-Mg-Si合金中加入铜,提高了合金的力学性能。

研究发现,所有具有晶间腐蚀敏感性的合金在高分辨率扫描透射电镜观察时,都经常发现有富铜偏析层和阴极q相沉淀。Q相为分子分子式为Cu2Mg8Si5Al4的四元金属间相,沿晶界析出,使相邻固溶体发生阳极溶解,形成无析出区。

晶间腐蚀敏感性试验

测定铝合金晶间腐蚀敏感性常用的试验方法有两种:现场试验和加速浸泡试验。

晶间腐蚀敏感性试验

在加速试验中,为了加速腐蚀,经常使用含盐酸的氯化钾溶液(ISO 11846 Method B)或含过氧化氢的氯化钾溶液(ASTM G110)。试验后,对试样的截面进行金相观察或测量其力学性能的损失。

ISO 11846加速试验结果与海洋大气现场试验结果高度一致,但在加速试验过程中,晶间腐蚀敏感铝在样品表面附近的几乎所有晶界都出现了严重腐蚀(均匀晶间腐蚀)。,而现场试件表面仅发生有限区域腐蚀(局部腐蚀)。

尽管如此,加速测试仍然是准确确定材料是否具有晶界腐蚀的标准方法。

汽车行业经常根据ISO 11846 Method B标准判断6000系列铝合金是否存在晶间腐蚀。按本标准测试时,先将一小块样品(表面积< 20cm)充分浸泡2)在酸性氯化钠溶液(pH=1)中室温浸泡24小时,然后进行金相检查,以确定腐蚀类型(点蚀或晶间腐蚀)。腐蚀),除了确定腐蚀损坏表面的百分比和最大腐蚀深度。

最近的研究表明,允许在测试条件中进行一些较大的更改不会对测试结果的可重复性产生较大影响。特别是标准规定电解液体积与样品表面积之比不得小于5mL/cm2,否则会大大影响晶间腐蚀速率。

试样表面发生腐蚀的条件是必须有阴极反应(析氢、氧还原),试验溶液pH值随时间增加,电解液腐蚀减小。

在8系变形铝合金中,6000系合金是一种Al-Mg-Si (Cu, Zn)合金,是最容易发生晶间腐蚀的合金之一。间歇腐蚀敏感性。

为了测试6000系列合金的晶间腐蚀倾向,最有效的方法之一是在ISO 11846标准测试后进行碱液腐蚀,然后进行去污处理。浓硝酸溶液用于净化处理。但在温度为50~60℃、质量分数为5%~10%的NaOH溶液中蚀刻2~5min会影响试验结果。

碱蚀刻的一种有效替代方法是使用硝酸/氢氟酸溶液,它可以有效地从表面富含铁的原生质斑点中去除铝。已知铝颗粒在氯化物溶液中可以加速铝合金的腐蚀,因为它们是局部的微观阴极,这些颗粒也是晶间腐蚀的起源。合金在氮/氟溶液中比在碱液中腐蚀慢。

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