鑄造Al-Si系合金電化學行為的研究.pdf

1、鑄造Al-Si系合金具有密度低、比強度高、綜合機械性能好等優(yōu)點，一直都是材料工作者們的研究熱點，但是，目前對Al-Si系合金的研究主要集中在合金機械和物理性能方面，而關(guān)于合金元素和熱處理對其電化學行為及耐腐蝕性能的影響還鮮見報道。本文采用浸泡腐蝕試驗和電化學試驗，分別研究了鑄造Al-7Si-X(X=Zn，Cu，Mg，Mn，Sn，Sb，Ti，zr)合金和ZL114A合金在3.5％NaCl(wt％)溶液中的腐蝕行為，探討了熱處理對ZL114

2、A合金電化學腐蝕參數(shù)的影響，并利用金相顯微鏡、掃描電鏡和能譜等技術(shù)手段，對各試驗合金浸泡腐蝕形貌進行了觀察與分析。結(jié)論如下： (1)合金元素對鑄造Al-7Si合金顯微組織的影響。鋅和錫的加入使合金組織中出現(xiàn)偏析現(xiàn)象，鋅固溶在基體中，錫則呈網(wǎng)狀分布于晶界，且使合金出現(xiàn)明顯的錫包硅的“包晶”式組織；銻使硅相的形態(tài)變得更加細長；鎂使硅相變成點狀、球狀顆粒，同時，它降低了合金的凝固速率，引起微觀組織中的硅相粗化；銅、錳、鋯、鈦對合金都有

3、細化作用。 (2)合金元素對鑄造Al-7Si合金電化學腐蝕參數(shù)的影響。隨著各合金元素的加入，合金的自腐蝕電位朝負向移動，腐蝕電流密度變大；其中，添加元素銅和鋅的合金變化最為顯著，錫其次，其余元素產(chǎn)生的影響較小。 (3)合金元素對鑄造Al-7Si合金腐蝕行為的影響。合金的腐蝕從硅相旁的貧硅區(qū)優(yōu)先開始，以點蝕為主。加入鋅后，首先是枝晶間富鋅相的溶解，然后是貧硅區(qū)，最終導致腐蝕加?。患尤脬~，試驗合金有晶間腐蝕傾向，合金的耐腐蝕

4、性明顯惡化。其它元素產(chǎn)生的影響很小。 (4)浸泡腐蝕機理分析。合金的腐蝕是陰極相電化學效應(yīng)、Cl<'->活化效應(yīng)、第二相偏析效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。陰極相電化學效應(yīng)認為，陰極相周圍的基體組織優(yōu)先溶解，形成腐蝕坑；如果析出相在晶界上連續(xù)分布，則腐蝕類型由點蝕發(fā)展成晶界腐蝕。Cl<'->的活化效應(yīng)認為，Cl<'->的半徑相對來說比較小，能穿透合金表面的腐蝕層，引起內(nèi)層金屬腐蝕，使合金的腐蝕坑增大。第二相偏析效應(yīng)認為，如果溶質(zhì)在晶界處偏析

5、，會降低晶界結(jié)合能，使晶界和晶內(nèi)的電位差增大；如果在晶內(nèi)偏析，會引起腐蝕層張應(yīng)力的產(chǎn)生，合金各微區(qū)的電位差增大。 (5)時效對ZL114A合金腐蝕形貌的影響。未時效的合金只有點蝕，且經(jīng)固溶處理的合金的耐腐蝕性比鑄態(tài)的好。時效惡化了合金的耐腐蝕性，且在欠時效和過時效狀態(tài)下，合金中沒有明顯的晶間腐蝕現(xiàn)象而只有點蝕，到峰值時效時，合金有明顯的晶間腐蝕現(xiàn)象。 (6)時效ZLll4A合金硬度的影響。欠時效階段，GP區(qū)開始形成，硬度

6、上升；．峰時效時，GP區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)棣?不穩(wěn)定相，硬度最大；過時效階段，形成穩(wěn)定的Mg<,2>Si相，硬度下降。 (7)時效對ZL114A合金電化學參數(shù)的影響。在固溶處理狀態(tài)下，合金的自腐蝕電位最大，腐蝕電流密度最??；峰值時效時，合金的自腐蝕電位最小，腐蝕電流密度最大。 (8)用電化學腐蝕參數(shù)表征ZL114A合金的時效析出行為。當自腐蝕電位最正，腐蝕電流密度最小時，合金處于固溶狀態(tài)，此時，硬度值最小，合金組織主要由過飽和的α固