不同热处理工艺下7A04铝合金及其典型氧化膜耐蚀性能研究

摘要

铝及其合金由于具有高比强度、低密度、优良的塑性和加工性能，良好的导电性能和耐腐蚀性能等特性而被广泛应用于航空航天工业、制造业以及各个领域。高强铝合金的耐蚀性能会受到析出相的分布形态和数量的影响，因此寻求合理的热处理工艺以及铝合金的表面处理方法对提高高强铝合金的耐腐蚀性能有着重要的意义。
　　本文以7A04高强铝合金作为研究对象，使用激光共聚焦显微镜和SEM-EDS对不同时效状态的合金基体形貌进行观察；通过盐雾试验、晶间腐蚀试验、剥蚀试验和极化曲线分别对单级时效、双级时效和三级时效的7A04铝合金进行耐腐蚀性能评价，并综合其析出相形貌与试验结果分析腐蚀机理。结果表明，合金的析出相和杂质相主要沿着晶界分布，腐蚀介质存在时，晶界处的析出相会发生溶解，导致腐蚀发生。析出相数量多，粗大连续分布会降低合金的耐腐蚀性能，析出相分布状态为峰值时效状态较粗大，连续；双级时效状态较小，数量少且不连续分布；三级时效状态数量多但分布弥散，因此双级时效的耐腐蚀性能最好，三级时效与之接近，单级时效最差。
　　分别采用硫酸-硼酸混合酸、铬酸和硫酸-草酸混合酸在相同条件下对7A04铝合金进行阳极氧化处理，并通过硫酸铜点滴法和电化学交流阻抗谱对不同种类的氧化膜耐腐蚀性能进行综合评价与分析。结果显示，硫酸-硼酸氧化膜较为致密且连续性较好，对基体的保护作用明显，在3.5％NaCl溶液中的交流阻抗值达到了310kΩ·cm2，其次为铬酸氧化膜，交流阻抗值为125kΩ·cm2，而硫酸-草酸氧化膜对基体的保护作用较差。在一定时间范围内，随着氧化时间增加，硫酸-硼酸氧化膜的交流阻抗有明显的提高。
　　本论文通过研究不同时效工艺的7A04合金耐腐蚀性能及对其氧化膜的耐腐蚀性能研究，分析析出相与合金耐腐蚀性能的关系。通过对比3种阳极氧化方法制得氧化膜的耐腐蚀性能，确定适于改善7A04铝合金抗腐蚀性能的最佳阳极氧化方法，这些研究结果可为实际生产提供一定的参考。