Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金腐蚀行为与机理研究

摘要

Al-Cu-Mg-Ag合金作为一种在传统2系耐热铝合金基础上发展起来的新型航空用耐热铝合金，以其优良的耐高温性能，在航空航天领域具有广阔的应用前景。腐蚀作为材料失效的一种主要形式，对合金在实际工程中的应用具有重要的影响。2系铝合金腐蚀敏感性较高，研究并提高其耐腐蚀性能具有重要的理论和实际意义。本文以铸锭冶金的方法制备了Al-Cu-Mg-Ag合金，通过晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学分析、金相组织观察和透射电子显微分析等方法研究合金元素、轧制工艺和热处理制度对合金的耐腐蚀性能以及微观组织的影响，得到以下结果:
　　随着Mg含量的增加，合金的时效硬化过程加快;固溶态合金的再结晶晶粒尺寸变大;Al-Cu-Mg-Ag合金中晶内和晶界析出相细化，晶内析出相体积分数增加;PFZ与基体的电位差增加，抗晶间腐蚀能力降低;受PFZ与基体电位差和由腐蚀产物导致的晶界楔入力两个因素的影响，合金抗剥落腐蚀性能先降低后提高。
　　随着Ag含量的增加，合金的时效硬化过程加快，沉淀相从大量的θ'相和少量的Ω相变成大量的Ω相和少量的θ'相;PFZ的宽度减小，相应的合金的腐蚀通道变窄，合金耐晶间腐蚀和剥落腐蚀性能增强。
　　增大冷轧变形量能够提高Al-Cu-Mg-Ag合金的峰时效硬度，细化合金再结晶晶粒，减小晶界PFZ宽度;受PFZ变窄和晶粒细化两个因素的影响，合金的抗晶间腐蚀性能逐渐提高，抗剥落腐蚀性能先降低后提高，冷轧变形量为50％的试样抗剥落腐蚀性能最佳。
　　延长合金的固溶时间，使合金晶界和晶内析出相增多，晶界附近PFZ电位降低，加速了合金的腐蚀。
　　随着预拉伸变形量的增加，Al-Cu-Mg-Ag合金中Ω相和θ'相的非均匀形核加速，晶粒和晶界沉淀相细化，Ω沉淀相的析出受到抑制，θ'相的析出增加，PFZ的宽度减小，合金抗晶间腐蚀的能力增强;变长的晶粒增大了合金剥落腐蚀倾向，合金的耐剥落腐蚀性能降低。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．2 Al-Cu-Mg-Ag合金发展概况

1．3 Al-Cu-Mg-Ag合金元素

1．3．1 Cu元素

1．3．2 Mg元素

1．3．3 Ag元素

1．3．4 Mn、Zr、Ti、Cr等过渡族元素

1．3．5 稀土元素

1．3．6 杂质元素

1．4．1 θ相

1．4．2 Ω相

1．5 Al-Cu-Mg-Ag合金热处理

1．5．1 均匀化

1．5．2 固溶处理

1．5．3 时效处理

1．6 Al-Cu-Mg-Ag合金的性能研究

1．6．2 Al-Cu-Mg-Ag合金的耐腐蚀性能

1．7 本文的主要研究内容和目的

2．1．1 成分设计

2．1．2 热处理

2．1．3 不同实验材料准备

2．2 分析测试方法

2．2．1 维氏硬度测试

2．2．2 晶间腐蚀

2．2．3 剥落腐蚀

2．2．4 电化学测试

2．2．5 金相组织观察

2．2．6 TEM组织观察

第3章 合金元素对Al-Cu-Mg-Ag合金腐蚀性能的影响

3．1．1 时效硬化曲线

3．1．2 晶间腐蚀

3．1．3 剥落腐蚀

3．1．4 电化学分析

3．1．5 TEM观察

3．1．6 金相观察

3．1．7 分析与讨论

3．2 Ag含量对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响

3．2．1 时效硬化曲线

3．2．2 晶间腐蚀

3．2．3 剥落腐蚀

3．2．4 电化学分析

3．2．5 TEM观察

3．2．6 金相观察

3．2．7 分析与讨论

3．3 本章小结

第4章 冷轧变形对Al-Cu-Mg-Ag合金腐蚀性能的影响

4．1 时效硬化曲线

4．2 晶间腐蚀

4．3 剥落腐蚀

4．4 TEM观察

4．5 金相观察

4．6 分析与讨论

4．7 本章小结

第5章 热处理对Al-Cu-Mg-Ag合金腐蚀性能的影响

5．1．1 晶间腐蚀

5．1．2 剥落腐蚀

5．1．3 TEM观察

5．1．4 金相观察

5．1．5 电化学分析

5．1．6 分析与讨论

5．2 预变形时效对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与性能的影响

5．2．1 时效硬化曲线

5．2．2 晶间腐蚀

5．2．3 剥落腐蚀

5．2．4 TEM观察

5．2．5 金相观察

5．2．6 分析与讨论

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

作者简介

发表论文和参加科研情况说明