添加少量Sn、Al的铜合金的耐蚀性能研究

摘要

本论文通过高速旋转腐蚀试验、厦门实海浸泡试验、断面金相组织观察、电化学实验、扫描电镜以及X射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子(AES)等实验方法研究了铜及添加了少量元素(如Al、Sn、Si、Fe、Ni等)的铜合金的耐海水腐蚀性能.结果表明:1.添加少量Sn、Al元素的Cu-(0.3-3﹪)Sn-(1-2.5﹪)A1铜合金具有优良的耐蚀性能.添加Sn、Al元素比添加A1、Si元素对耐蚀性的提高显著.2.Cu2.5Sn2Al铜合金在真空360℃退火1小时后可获得最佳的耐蚀性能和力学性能,腐蚀深度平均值为0.0154mm/a,钝态电流密度为8.65×10<'-3>A/cm<'2>,抗拉强度为542MPa,屈服强度为523MPa,延伸率为14.6﹪.3.在Cu-(0.3-3﹪)Sn-(1-2.5﹪)Al合金中,随着A1含量的增大,腐蚀电流密度逐渐减小,腐蚀速率也逐渐降低,交流阻抗值逐渐增大,耐蚀性能逐渐升高.但Sn元素对铜合金耐蚀性的影响并不是随着含量的增多而增大,当Al含量为2﹪时,Sn元素含量为2.5﹪方可最大限度地提高铜合金的耐蚀性能.4.耐蚀铜合金表面形成的耐蚀膜层是Cu的氧化物和Sn的氧化物以及Al的氧化物的复合保护膜.该膜分布均匀、致密、与基体结合力好.该膜中的各种化合物协同作用,降低了氧化层的孔隙度,从而避免了局部酸性区域的形成而导致的局部腐蚀,并且能有效地降低海水中氯离子等对铜合金的渗透性,并阻止了Cu<'+>的扩散而极大地增强了膜层的耐蚀性.

目录

摘要

ABSTRACT

第1章文献综述

1.1引言

1.2 国内外研究概况及发展趋势

1.3铜及铜合金在海水中的腐蚀行为的研究

1.3.1海洋腐蚀

1.3.2 铜及铜合金的海水腐蚀的电化学行为

1.3.3 铜及铜合金在海水中的腐蚀保护膜

1.3.4 铜及铜合金的耐蚀性及理论

1.3.5 影响铜合金耐蚀性的因素

1.3.6 厦门海域的海洋环境对腐蚀的影响

1.4本文目的及研究内容

第2章实验过程

2.1材料的制备

2.2不同热处理及力学性能测试

2.2.1 一种合金的不同热处理状态对力学性能的影响

2.2.2 同一热处理状态下的不同合金的力学性能

2.3腐蚀实验

2.3.1 人工海水的配制

2.3.2 高速旋转腐蚀实验

2.3.3 厦门海域腐蚀实验

2.4断面金相组织观察

2.5电化学实验过程及方法

2.5.1 电极试样的制备

2.5.2 极化曲线的测定

2.5.3 交流阻抗的测定

2.6表面分析

第3章实验结果及分析

3.1力学性能

3.1.1 不同热处理状态下的力学性能

3.1.2 同一热处理状态下的不同合金的力学性能

3.1.3小结

3.2腐蚀性能

3.2.1 高速旋转腐蚀后形貌和断面组织观察

3.2.2 厦门海域实海浸泡实验

3.2.3小结

3.3电化学特征

3.3.1极化曲线

3.3.2交流阻抗

3.3.3小结

3.4表面膜层分析

3.4.1 扫描电镜观察

3.4.2 X射线衍射分析

3.4.3 XPS和AES分析

3.4.4小结

第4章结论

参考文献

致谢

附录