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传统铝合金与新兴非晶态铝合金的腐蚀性能研究

翟伟伟  
【摘要】:铝合金具有优异的性能,在航空、航天、国防和海洋领域中具有重要的应用。由于铝合金材料各个截面的晶相组织具有差异,在腐蚀性上存在各向异性。本文对传统铝合金AA2024、AA6061、AA7075材料各个截面进行了腐蚀研究,调查腐蚀性能的各向异性。 铝基非晶态合金由于其密度低及优异的机械性能,近年来得到了广泛的研究。本文利用单棍甩带法制备了Al_(85)Y_5Ni_7Ti_3和Al_(88)Ce_8Co_4两种合金,利用X射线衍射技术对两种合金的晶体结构进行了表征,结果表明Al_(85)Y_5Ni_7Ti_3合金是以非晶相为主的复合相,非晶态基体上有fcc-Al相析出,Al_(88)Ce_8Co_4合金为完全的非晶相结构。利用DSC测试分析了两种合金的晶化步骤及玻璃形成能力,结果表明,两种合金的结晶过程都分两步进行。利用极化曲线测试技术和交流阻抗技术对Al_(85)Y_5Ni_7Ti_3和Al_(88)Ce_8Co_4两种合金的腐蚀性能进行了研究,研究结果表明,在NaCl溶液中,Al_(85)Y_5Ni_7Ti_3比传统铝合金AA2024、AA6061,表现出更差的抗腐蚀性能。而Al_(88)Ce_8Co_4非晶合金在酸、碱、盐环境都比传统铝合金AA2024、AA6061表现出更优异的抗腐蚀性能。 本文还进一步研究了NaCl溶液浓度、pH值、退火温度、合金组成元素对非晶合金腐蚀性能的影响。在NaCl溶液中,当NaCl溶液浓度从0.5mol/L增大到2mol/L的过程中,其抗腐蚀性能随浓度的增加而升高,但当浓度达到4mol/L时,其抗腐蚀性能又有所降低;Al_(88)Ce_8Co_4非晶合金在酸性溶液和碱性溶液中表现出不同的腐蚀机理,研究结果表明,在酸性溶液中,pH值越小,Al_(88)Ce_8Co_4非晶合金的抗腐蚀性能越差,在碱性溶液中,pH值越大,Al_(88)Ce_8Co_4非晶合金的抗腐蚀性能越差;根据DSC曲线,分别选择两个结晶峰的峰值温度572K、607K对Al_(88)Ce_8Co_4非晶合金进行退火处理,结果表明,热处理之后的合金都表现出更差的抗腐蚀性能,在572K退火处理的合金比在607K进行退火处理的合金,表现出相对较好的抗腐蚀性能。Al_(88)Ce_6X_6(X=Ni、Co、Fe、Mn)在3.5wt NaCl溶液中都表现出优异的抗腐蚀性能,成分变化, Al_(88)Ce_6X_6非晶合金的腐蚀性能也随着变化。


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