铝黄铜管因其良好的加工性能、优良的耐腐蚀性能和较好的传热性能,常常被用于冷凝器中的热交换材料,但低成本的铝黄铜合金管材在使用过程中会存在明显的脱锌腐蚀倾向,因此进一步提高铝黄铜合金的耐腐蚀性能,延长合金管材的使用寿命,具有重要的实际意义。本实验以工业上常用的HAl77-2铝黄铜为基础,利用正交试验的设计方法,采用静态腐蚀试验、电化学测试、金相(OM)、扫描电镜(SEM)、室温拉伸和物相分析(XRD)等检测分析方法对添加不同含量的B、Sn、Ce元素的HAl77-2铝黄铜的力学性能及其耐腐蚀性能进行了系统研究,结果表明:(1)HAl77-2铝黄铜是基体为Cu0.64Zn0.36的单相α组织,添加了不同含量的B、Sn、Ce元素的合金并没有改变合金的物相组成,添加的三种元素都固溶到合金基体中产生固溶强化效果,导致其硬度值均比不添加其他元素的铝黄铜试样高。(2)B、Sn、Ce这3种元素均是提高HAl77-2铝黄铜耐腐蚀性能的有效添加元素,在耐脱锌腐蚀性能方面,各元素影响程度顺序:B>Sn>Ce;在耐海水腐蚀性能方面,各元素影响程度顺序是:Sn>B>Ce。通过对正交试验中的各组试样进行静态腐蚀试验、电化学性质测试与腐蚀形貌分析,结果表明添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的合金试样在不同溶液中的腐蚀速率均是最小的,腐蚀表面最平整,电化学腐蚀性质最稳定,耐腐蚀性能最强。将添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce试验最优试样的与添加0.03%B、1.50%Sn、0.15%Ce理论最优试样进行对比验证,发现试验最优试样腐蚀性能优于理论最优试样,说明添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的合金试样是提高合金耐蚀性能的最优合金成分点。(3)添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的最优合金试样在不同状态下耐腐蚀性能和力学性能差异明显。耐蚀性由强到弱的顺序是:退火态>再结晶态>铸态>冷轧态。经800℃×4h扩散退火试样腐蚀速率最小,平均脱锌层厚度仅为332.2μm。在力学性能方面,再结晶态合金试样组织由于是细小均匀的等轴晶,表现出的良好的力学性能优于其他不同状态的合金试样。(4)再结晶退火工艺对最优合金试样性能有明显影响。不同退火温度下退火时间对合金电化学性质影响程度不同,400℃下不同退火时间的合金的电化学性质差异最大,600℃时最小。在相同的退火时间的条件下,随着退火温度的升高,合金的腐蚀速率表现出先减小后增大的变化趋势,合金的抗拉强度和延伸率则是先变大后减小。(5)经800℃×4h扩散退火,75%冷轧加工,后经500℃×3h再结晶退火的最优成分合金试样的腐蚀速率随氯离子浓度的增加呈现先下降,后上升,而后趋于稳定的变化趋势;随pH值增加的变化趋势是先急剧下降,后趋于平缓,再稍有降低,最后又明显上升,在弱碱环境溶液中的腐蚀速率最小,强酸环境溶液中的腐蚀速率最大。合金的腐蚀速率与Cl-离子浓度呈现4次方的函数关系,满足函数方程:y = 8.3728-86.873 * + 402.2092 * 2-544.4629 * 3+ 232.9160 * 4其中:y—腐蚀速率;x—Cl-浓度当Cl-浓度为0.18mol/L时,合金的腐蚀速率最小。