深冷处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织及耐蚀性的影响

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7075铝合金以其优异的力学性能广泛应用于航空航天领域中,但由于其对点蚀、晶间腐蚀、剥落等各类腐蚀敏感性较大,在一定程度上限制了该合金的应用。通常采用热处理工艺调整合金微观结构,如T6处理、回归再时效处理等,但这些工艺均有不足或在操作过程中有困难。深冷处理操作简单,价格低廉,同时改善热处理工艺的效果,因而采用深冷处理增强高强度铝合金的耐蚀性能。为研究深冷处理对7075合金微观组织及耐蚀性能的影响,分别进行深冷处理与T6处理相结合、循环深冷处理、以及与回归再时效处理相结合的工艺方法。通过硬度测试、晶间腐蚀测试(IGC)、剥落腐蚀测试(EXCO)、极化曲线测试和阻抗测试(EIS)研究了该合金的力学和腐蚀性能。采用透射电镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)观察合金的显微组织和腐蚀形貌。将不同时长的深冷处理与T6处理相结合以探究7075合金的耐蚀性变化。结果表明,深冷处理的加入保证了该合金高硬度的同时取得耐蚀性能的改善。最佳的深冷处理时间为12 h,合金晶内的强化相均匀分布,晶界析出相不连续分布。合金硬度为187.6 HV,晶间腐蚀深度为28μm,合金获得较好的综合性能。改变深冷处理循环次数进一步探究深冷处理对7075合金耐蚀性能的影响。结果表明,最佳的深冷处理循环次数为两次,合金晶内析出相数量明显增多且有位错生成,晶界析出相呈断裂的链状结构,晶界无析出带变宽。合金硬度为191.6 HV,剥落腐蚀等级为P,合金的力学性能和耐腐蚀性能均显著提高。为更进一步探究7075合金腐蚀过程的变化情况,将深冷处理引入回归再时效处理的不同阶段。结果表明,在回归之后进行深冷处理改变合金的电化学腐蚀过程。合金表面细小析出相的均匀分布,减小大面积点蚀的产生,降低了晶间腐蚀延伸到合金内部的可能性。晶界处相邻析出相间距较大,降低了腐蚀速率。合金的自腐蚀电流密度和电化学腐蚀速率分别为0.006 m A·cm-2和0.197 mm/a,晶间腐蚀深度为25μm,极大降低合金的腐蚀敏感性。
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