新型Al-Mg系船用铝合金的腐蚀行为研究

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Al-Mg系防锈铝合金凭借良好的耐腐蚀性能而广泛用于小型船只的船体结构和大型船舶的上层建筑,其中5083铝合金在船体结构中占有重要位置。但是5083铝合金属于中低强度的铝合金,在制造承载构件方面受到了严重制约。因此,通过合金化设计提高Al-Mg系防锈铝合金力学性能是必然趋势。1561铝合金是在现有Al-Mg系船用铝合金的基础上提高Mg、Mn含量,并降低杂质元素含量而开发出的一种新型防锈铝合金,以满足高耐蚀承载构件的使用需求。但是,合金化元素及相组成的变化会使铝合金的腐蚀性能及腐蚀行为发生显著改变,因此有必要针对1561防锈铝合金的腐蚀行为开展研究。本文首先考察不同热处理状态下1561铝合金微观组织结构及腐蚀行为,着重分析第二相对腐蚀行为的影响;然后对比研究了1561和5083铝合金的组织结构及腐蚀行为;最后优化了1561铝合金阳极氧化膜层制备及封闭处理工艺,并分析影响膜层防腐性能的主要因素。研究结果表明:(1)H116态1561铝合金经过稳定化处理后,晶界析出大量沉淀相(Al3Mg2-β相),且晶内沉淀相增多,合金抗晶间腐蚀能力下降,应力腐蚀开裂敏感性提高;1561铝合金经过固溶化处理后,沉淀相及晶界偏聚的Mg元素回溶至铝基体中,合金抗晶间腐蚀能力提高,应力腐蚀开裂敏感性下降。合金中的弥散相Al6(Fe,Mn)相作为阴极相能够引起附近铝基体腐蚀,是1561铝合金点蚀发生的主要形式;该相在不同热处理状态下变化不大,因此热处理不会引起合金点蚀行为的变化。(2)1561和5083铝合金的对比研究发现,1561合金在晶界处Mg元素的偏聚程度要大于5083合金,因此1561合金的抗晶间腐蚀能力低于5083铝合金且1561合金的应力腐蚀开裂敏感性大于5083合金(3)电流密度和第二相是影响1561铝合金阳极氧化膜致密性的主要因素:电流密度大于2.0A/dm2时,膜层易产生微裂纹;沉淀相β相在阳极氧化过程中溶解,在膜层中形成大量微孔;弥散相Al6(Fe,Mn)相则保留在膜层中,与膜层界面结合良好。硅烷化处理能够对膜层缺陷起到封闭作用,显著提高阳极氧化膜耐蚀性。
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