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Al-Mg合金具有抗拉强度适中、延伸率高、密度低、疲劳强度好、成型性好、耐腐蚀性能优异等优点,被广泛的应用于汽车、航空航天、船舶等领域。研究发现,在50℃~220℃温度范围内长时间保温的Al-Mg合金会发生比较严重的腐蚀现象。如何更进一步提高Al-Mg合金的耐腐蚀性能是目前Al-Mg合金的研究重点。
Sc是目前被广泛研究的铝合金改性元素,人们通过研究发现,Sc对铝合金的晶粒尺寸、第二相析出等具有强烈的影响作用,而铝合金的耐腐蚀性能受第二相析出物的形态、晶粒尺寸等的影响,因此,研究Sc的添加对Al-Mg合金耐腐蚀性能的影响具有重要的意义。本文选用Al-Mg和Al-Mg-0.1Sc(0.1wt.%)两种合金,研究了Sc的添加对Al-Mg合金力学性能和耐腐蚀性能的影响。针对Al-Mg合金,研究了再结晶程度对其腐蚀性能的影响。研究结果表明:
①在Al-Mg合金中添加0.1%的合金元素Sc后,铸锭的晶粒尺寸从402μm下降为230μm,铸锭在冷却过程中的宏观偏析显著降低。对于轧制板材而言,添加合金元素Sc可以显著提高合金的再结晶温度,Al-Mg合金在260℃开始再结晶,290℃已经完全再结晶;而Al-Mg-0.1Sc合金在550℃仍不能完全再结晶。从而使得Al-Mg-0.1Sc合金在经过高温处理后,仍能保持较高的强度和硬度。
②冷轧态的Al-Mg合金和Al-Mg-0.1Sc合金都表现出优异的耐腐蚀性能。经过300℃-2h退火处理的Al-Mg合金发生轻微的晶间腐蚀,腐蚀厚度约为15μm;而Al-Mg-0.1Sc合金未发生明显的晶间腐蚀。说明Al-Mg合金在冷轧态的耐腐蚀性能略好于退火态,而Al-Mg-0.1Sc合金在两种状态均保持较好的耐腐蚀性能。
③冷轧态Al-Mg合金经过175℃-20h(敏化)处理后,其腐蚀深度为20μm;退火态(300℃-2h)的Al-Mg合金,经过175℃-20h敏化处理后,晶间腐蚀深度达80~100μm。说明敏化处理是使Al-Mg合金耐腐蚀性能恶化的关键因素,且退火态Al-Mg合金对敏化处理的敏感程度要显著高于冷轧态合金。
④冷轧态Al-Mg-0.1Sc合金经过175℃-20h(敏化)处理后,未发生明显的腐蚀现象;而退火态(300℃-2h)的Al-Mg-0.1Sc合金,经过175℃-20h敏化处理后,局部区域的腐蚀深度为10~15μm。通过对比,相同热处理条件下的Al-Mg-0.1Sc合金的耐腐蚀性能显著优于Al-Mg合金,即Sc的添加提高了Al-Mg合金的耐蚀性。
⑤对于不同再结晶程度的Al-Mg合金的腐蚀试验结果表明:Al-Mg合金的晶间腐蚀程度随再结晶程度增加而加重。
Sc是目前被广泛研究的铝合金改性元素,人们通过研究发现,Sc对铝合金的晶粒尺寸、第二相析出等具有强烈的影响作用,而铝合金的耐腐蚀性能受第二相析出物的形态、晶粒尺寸等的影响,因此,研究Sc的添加对Al-Mg合金耐腐蚀性能的影响具有重要的意义。本文选用Al-Mg和Al-Mg-0.1Sc(0.1wt.%)两种合金,研究了Sc的添加对Al-Mg合金力学性能和耐腐蚀性能的影响。针对Al-Mg合金,研究了再结晶程度对其腐蚀性能的影响。研究结果表明:
①在Al-Mg合金中添加0.1%的合金元素Sc后,铸锭的晶粒尺寸从402μm下降为230μm,铸锭在冷却过程中的宏观偏析显著降低。对于轧制板材而言,添加合金元素Sc可以显著提高合金的再结晶温度,Al-Mg合金在260℃开始再结晶,290℃已经完全再结晶;而Al-Mg-0.1Sc合金在550℃仍不能完全再结晶。从而使得Al-Mg-0.1Sc合金在经过高温处理后,仍能保持较高的强度和硬度。
②冷轧态的Al-Mg合金和Al-Mg-0.1Sc合金都表现出优异的耐腐蚀性能。经过300℃-2h退火处理的Al-Mg合金发生轻微的晶间腐蚀,腐蚀厚度约为15μm;而Al-Mg-0.1Sc合金未发生明显的晶间腐蚀。说明Al-Mg合金在冷轧态的耐腐蚀性能略好于退火态,而Al-Mg-0.1Sc合金在两种状态均保持较好的耐腐蚀性能。
③冷轧态Al-Mg合金经过175℃-20h(敏化)处理后,其腐蚀深度为20μm;退火态(300℃-2h)的Al-Mg合金,经过175℃-20h敏化处理后,晶间腐蚀深度达80~100μm。说明敏化处理是使Al-Mg合金耐腐蚀性能恶化的关键因素,且退火态Al-Mg合金对敏化处理的敏感程度要显著高于冷轧态合金。
④冷轧态Al-Mg-0.1Sc合金经过175℃-20h(敏化)处理后,未发生明显的腐蚀现象;而退火态(300℃-2h)的Al-Mg-0.1Sc合金,经过175℃-20h敏化处理后,局部区域的腐蚀深度为10~15μm。通过对比,相同热处理条件下的Al-Mg-0.1Sc合金的耐腐蚀性能显著优于Al-Mg合金,即Sc的添加提高了Al-Mg合金的耐蚀性。
⑤对于不同再结晶程度的Al-Mg合金的腐蚀试验结果表明:Al-Mg合金的晶间腐蚀程度随再结晶程度增加而加重。