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铝合金 海水 腐蚀 侵蚀 研究 钻研

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铝合金海水腐蚀研究,铝合金,海水,腐蚀,侵蚀,研究,钻研

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铝合金海水腐蚀研究 摘要 在这项研究中， 23和 60 下极化曲线的测试表明，合金腐蚀为点蚀。两种合金的击穿电位降低与测试温度的增加，1100合金具有较好的耐腐蚀性合金。失重法测试结果两种合金腐蚀速率较低值，表明这些合金在海洋环境中的有益用途。 5083 铝合金 在极化铝合金坑形态表现出球状孤立的更深的坑 。 1100合金的样品显示是的浅凹坑（更接近一般溶解）。结果表明，在铝合金的金属间粒子的类型在被动击穿和海水蚀坑形貌起主要作用。 关键词：铝合金 ;点蚀 ;海水 5 6列铝合金通常用于海洋，应用在低密度材料，具有良好的机械性能和较好的耐腐蚀性能 。合金的耐蚀性与一种氧化物薄膜有关，这是正常大气条件下的合金表面上自然形成的。这层铝合金表面的氧化膜是不均匀的，薄的和非相干的。因此，在正常条件下 它提供一定程度的保护 。 当暴露在含卤素离子的环境中，其中的氯是最常遇到的氧化物膜破裂，在特定的点，导致在铝表面形成凹坑 ，这种类型的腐蚀被称为孔蚀。铝表面上形成的薄膜的腐蚀攻击的强度的结构特性是通过（ a）化学暴露的合金组合物的存在和（ b）微缺陷分布（空位，空隙等）的影响以及宏 观缺陷（夹杂物，第二相颗粒，它们的大小和形状）和（ c）电解质组合物（例如， 化物浓度，温度，流体速度）。 在一般情况下，在铝合金表面点蚀发生在 范围内的电解质的存在往往会随着温度的增加，侵蚀性离子的电解质浓度和停滞。 过度的速度导致冲刷腐蚀的可能。合金元素，存在于亚显微沉淀或在大颗粒相的铝的固溶体，往往会增强或对合金的耐点蚀性产生不利影响。 尽管铝合金在含氯化物的溶液中的腐蚀速率通常非常低，这些合金在这样的方案中遭受点蚀。铝合金的抗点蚀性能取决于其纯度。最纯的金属（ 1其他铝合金更耐腐蚀。商用合金，铝镁合金（ 5示对海水和水含有氯化物的溶液整体和局部腐蚀相当不错的性能。其它铝合金，如铝 4）与 6显示对局部腐蚀较低的抗性。在 2其他铝合金表现出最低的点蚀耐腐蚀性。 在这项研究中，铝合金， 在海水中在 23 和 60 下使用电位极化技术进行评估。孔蚀电位被认为是依赖于（ a）铝合金的类型和（ b）测试温度。 为了评估合金元素对铝合金，铝合金型 1100（归类为纯合金）和 金海水腐蚀点蚀行为的影响（ 5083 型）是在天然海水在室温下测试（ 23 1）并在 60 下 的化学分析（质量百分比）及这些合金的强度符号列于 表 1中 。 表 1 在本研究中使用的铝合金的化学分析 A e n r i 100 14 5083 116 将 3 毫米厚的试样切割板材 。之前的任何测试样品进行机械抛光，用 1000 粒度终点的范围内的 样以 2 接到丙烯酸塑料衣架。在 23 和 60 ， 23C 时测 得）盐度约 35 克每升的天然海水进行实验。采样的海水贮存于室温敞口容器中。 电化学测量是在一个 浮在水浴，用铂辅助电极，饱和甘汞参考电极。测量是使用恒电位仪、扫描发生器型直流 287进行了。输出电流是一个 6 +连接到个人计算机的记录 。 动电位极化测试在 1毫伏 /秒开始， 在 100电极电势阳极增加，直到孔蚀电位达到（通过在阳极电流急剧而持续增加表示）。浸泡试验和浸润的时间测量，在室温下进行，研究海水中 金样品尺寸为 30 毫米 30 毫米 3 毫米，这些合金浸润后 1， 4 周和 7 周的时间被回收。将预先称重的试样进行干燥，浸渍在稀硝酸后以失重法（ 行测定。 图 1 显示了铝合金型 5083 的典型组织轧制后得到 氢氟酸蚀刻 。它是观察到的微观结构，其特征在于由形状不规则的金属间化合物颗粒和其表面分布不均匀。 这样的粗大的金属间粒子特性已在其金粗典型成分已被确定为文献报道（ （ 含颗粒，对应于 对于 细颗粒主要是 g, i, (g， n, 图 1 （一） （ b） 5083（ 铝合金（ 1000）铭刻在 氟酸的微观结构 图 2 呈现出 海水中 23 和 60C 的极化曲线。极化曲线 相应的自由腐蚀电位（ 点蚀电位（ 于 表 2。正如图所示， p，表明该合金在海水中比 5083具有更好的耐点蚀性。 人 研究了 室温下 液中的腐蚀。 他们以较低的点蚀 钝化 点蚀曲线。更高的耐点蚀 阴极的金属间化合物合金中存在较低密度。 图 2 在 23和 60号： 083）动电位极化曲线），（扫描速率为 1 s）。 表 2 从 25和 60 下获得的腐蚀电位和点蚀电位 C) 3 920 575 60 1160 615 3 950 680 60 1185 725 虽然合金 1100 被分类 1列，非合金（纯净） 的组合物下，这种类型的不同在于具有杂质元素的铁和硅的高百分比。铝，铁以及铝 硅相形成和这些颗粒的结果对耐腐蚀性有不利的影响。在 l 12粒子被称为是阴极，以铝基 质。当这些金属间化合物颗粒是存在于表面上，覆盖它们的薄氧化物层呈现从基质中的不同的化学组成。 当暴露于海水，原电池由这些杂质会促进点蚀的启动和中铝的固溶体周围的这些颗粒更迅速的进展 。这种腐蚀位点的数目和大小正比于金属间化合物粒子的面积率。 高浓度的 虽然 克的存在提供一个高层次的过程 18 应变硬化，它通常表现出连续间 相（ 晶粒内析出沉淀 。 镁基体和 括应力腐蚀开裂及点蚀。其它金属间化合物颗粒，特别是铝（锰，铁，铬），也有报道在海水中的耐点蚀性能的重要作用。点蚀的发生是由于铝（锰，铁，铬）与所述合金的基体的比较，颗粒的阴极更自然的结果。因此，由于金属间化合物颗粒引起的 就会引起氧化的周围沉淀物的区域中的层的溶解的区域中的局部化增加。导致局部碱化使接口的基质和得到的半球形凹坑的形成析出物之间的密集攻击。 海水温度对 极化曲线的影响在 23 60 ，进行了调查 如图 2和表 2所示，海水温 度的增加是约 200 40 这可以预期由于在溶液试验温度的增加会促进氧扩散到合金表面（阴极反应），因此，创造一个高浓度的腐蚀电池 。在较低电位随着温度的各种化学反应的活化导致坑产生和扩展。在点蚀铝合金随温度的电势的变化被报告给被改变有关的氧化膜的水合程度。在较低的温度（低于 60 ）， 3和 O 3 3H 2 O 形成点蚀电位负移。在 60，薄膜组成 l 2 O 3 H 2 O，并在点蚀电 位较大的变化预期。点蚀电位在较高温度的降低了密集的集聚和氯离子的强吸附在金属表面，造成更容易破裂。 在海水中的动电位极化实验的铝合金的点蚀形貌如图 3。据观察，大量的半球形孤立深坑形成在 5083合金表面。 1100的样本中发现的浅凹坑的数字更高（更接近一般溶解的补丁），并延伸覆盖暴露的表面面积较大的部分 。坑的形态，如图 3所示，表明，铝合金表面凹坑的形状与分布与金属间相的电化学性质相关。们提出这些半球形的凹坑，通过重力的作用形成由阴极析出物的简 单脱离 。在铝合金中所含的铝的合金铁金属间夹杂物，例如 阴极到所述 体和在腐蚀过程中提供的氧化 还原。阴极反应生成的氢氧根离子使这些金属间化合物的 察到的是比槽深度大一个数量级的径向尺寸。 出，较高的 l 3 他提出，铁在颗粒表面上形成 而抑制铝的溶解。 图 3 光学照片（ 铝合金的表面形貌 50）在室温下海水中的电位极化实验试样：（ a）合金 b）合金 合金 083的海水腐蚀行为也使用失重法室温检查。浸泡 4 7周后，对这些合金 的 果如图 4所示，这表明这些合金的耐海水一般腐蚀。 图 5示出了所有合金的浸泡一个星期后，表现出最高的海水腐蚀速率的值（即使这些值都小于 其次在一段时间（后 4或 9周腐蚀速率值均小于 这样的值的显著降低。虽然没有在这些合金的 使这些值都小于 别浸泡一周后（具有更好的耐腐蚀性合金 1100），所不同的（在 值）减小与时间。 7 周后腐蚀速率更低。这种现象被归因于浸泡一周后获得相对较高的溶解速率。这表明 5083 的合金可能是由于金属间化合物颗粒 的性质。腐蚀速率的降低与曝光时间和氢氧化铝的保护层的累积有关。氢氧化物层的形成减小铝溶解速率的时间（阳极反应）。 氧对阳极反应没有进一步的轴承，阴极反应是独立于时间和腐蚀速率下降 低 。 图 4 铝合金（型号： 083）的海水腐蚀速率随时间的变化 图 5变异铝合金（型号： 083）的海水腐蚀电位随时间的变化 图 5给出了铝合金的腐蚀电 位随时间在海水中在室温下的典型变化 。结果表明这些合金的腐蚀电位在早期阶段后一天迅速降低到一个较低的和更稳定的值。这表明，铝合金的浸泡腐蚀似乎是由氧扩散通过腐蚀层控制。图 5 表明，合金1100显示比合金 5083更正和稳定的腐蚀电位值。 这个结果与图 2表明，在类似的试验较高的腐蚀电位增高合金易发生点蚀比那些更正的腐蚀电位增高。 （ 1） 动电位极化曲线表明，在室温下以及在 60 铝合金 083海水中的腐蚀， 蚀的强度随实验温度 23到 60 （ 2） 失重试验结果表明，所有的合金表现出较低的腐蚀速率值，指示这些合金在海洋环境中受益 （ 3） 在动电位极化样品中 5083凹坑形状呈半球形。但在 1100样品中，发现数目较多的浅凹坑。 （ 4） 本研究中获得的结果表明，铝合金中的金属间粒子型对合金腐蚀和海水中的铝合金的点蚀形貌起着重要的作用。 参考文献 1 J. , of 2nd , 1999), 2549 2 E. H. 9th , 131987) p. 583609 3 J. , 1st , (1984), 58319 4 B. G. W. G. R. of lMo 138 (1991), 32883295 5 of of lW 138 (1993),31943199 6 Z. of 41 (1999), 17431767 7 W. C. of on in , 26 (1991), 255259 8 B. G. T. B. W. he of on of 138 (1991), 32883295 9 R. of on 16 (1977), 2328 10 P. E. G. of he 867 (1986), 437449 11 P. J. M. pH of 37 (1982), 673682 12 R. of on of 95086) , 36 (2001), 201204 13 I. J. of I. g lZn 17 (1977), 9951007 14 H. C. on lg in y 39 (1994), 26332637 15 J. G. of on of 14 (1975), 3239 16 A. M. F. M. M. of in 43 (2001), 16571674 17 A. M. F. M. M. of on of 45 (2003), 161180 18 R. S. H. . R. , (1989) 19 B. he of 23 (1983), 687696 20 A. M. F. M. as lMg 323324 (2001), 855858 21 M. F. J. M. J. M. of of on 289292 (1998), 567574 22 , , , , . on of lMg 2000. 23 A. M. F. M. J. of of of on 46 (2004), 19091920 24 Z. of 1986) 0 25 R. K. R. se of in to at 141 (1994), 14391445 26 K. of J 137 (1990), 6977 27 K. of of 00 C 104 (1) (1987), 147154 of in a in in on 16. of on of a) of in of of to of to on 1is Of g 5a in +973 17 H. at 9 (2008)on is it a of is in at to of on of is as 410. in in to of 115of in is in 007 in 13. is to of an b) of as as c) by In on in of an .5 pH to an on , A. of 100. in on 083 of 100 a - 211 2007 in F. 2038, 432, 007in 3 0 an in a to of 05& l4lg(6 a to lCu 2ll( (gl(13,16,172 a in 3 0 E ) . et (2008) 8018051,2of lMg 3 0 be a) of as b) on of on of 100 (as lMg 083) in 23 1) 0 ) of mm on a to a 1000 in in to to 3 0 in 3 a of 5 g at in an in a in a a a C 287. a 6+ to a at a mV/s 00 mV by a in to at of 30 3 mm , 4 in in of 1 of 083 to %is is is in l,Fe)l,i)of in A e n of be of in to in is to in in et 17in at a to of in 100 is in a of of as in an on to be to 13,6on a by to or of is to of 2of to is to g Mg a 18, it to of a of to 1,2,19. in l( a on in 16,17,2022. as a of l(r i 116et 16,21,22to on is of pH in to of of As a an of in of 17,20,231. of 1000) 0A 1) 100 (232) 083 (23(3) 100 (604) 083 (601)(3)(4)(2)2. 083) in 3 0 mV/s)in 5 0 3 057560 06153 068060 0725of on 30 As 2 , an i) in by 00 (mV in of in be an in of is to to a of 2. of to at 24. in of to be (a) b) 116)9 (2008) 801805 803to in of At 0 H)3a in 070 2O, a in of by of on of 24of in is 3. It on 083100 to a of ,of on to of et 16,17,21,23 of in to in A 1100083 234. of of 083) 16. l in pH in of to be an of 25. 26 3. a 50) of of (a) b) . et , of 4 of to 5 of to o