Al-Mg-Si-(Cu)合金晶間腐蝕機理的模擬研究.pdf

1、論文針對6xxx系鋁合金晶間腐蝕機理上矛盾的學術觀點,進行了不同Mg/Si比A1-Mg-Si合金腐蝕機理及Cu含量對A1-Mg-Si合金晶間腐蝕敏感性影響機理的研究。
　　 論文測定了A1-Mg-Si合金晶界各組成相Si、α(A1)、Mg2Si在3.5％NaC1溶液中的極化曲線,研究了不同Mg/Si比A1-Mg-Si合金晶界組成相(A1-Mg2Si及A1-MgESi-Si),間的動態(tài)電化學偶合行為,結(jié)合不同Mg/Si比模擬A1-

2、Mg-Si合金腐蝕形貌的觀察,建立了不同Mg/Si比A1-Mg-Si合金的晶間腐蝕機理。結(jié)果表明,A1-Mg-Si合金晶界Si粒子電位比其邊緣A1基體正,在整個腐蝕過程中作為陰極導致其邊緣A1基體的陽極溶解。晶界Mg2Si電位比其邊緣A1基體負,在腐蝕初期將作為陽極而發(fā)生陽極溶解;由于Mg2Si中活性較高元素Mg的優(yōu)先溶解,不活潑元素Si富集,致使Mg2Si電位正移,甚至與其邊緣A1基體發(fā)生極性轉(zhuǎn)換,導致其邊緣A1基體的陽極溶解。Mg/

3、Si＞1.73的A1-Mg-Si合金晶界只存在不連續(xù)分布的Mg2Si相,不能在晶界形成連續(xù)腐蝕通道,合金不表現(xiàn)出晶間腐蝕敏感性。Mg/Si＜1.73的A1-Mg-Si合金晶界同時析出Mg2Si相和Si粒子;腐蝕首先萌生于Mg2Si相表面及Si粒子邊緣的無沉淀帶;而后,腐蝕將沿晶界Si粒子及Mg2Si邊緣的無沉淀帶繼續(xù)發(fā)展,而且Si粒子的存在協(xié)同促進了Mg2Si邊緣無沉淀帶的陽極溶解。Si粒子促進了腐蝕的發(fā)展,導致Mg/Si＜1.73的A

4、1-Mg-Si合金表現(xiàn)出嚴重的晶間腐蝕敏感性。
　　 另外,論文還測量了A1-Mg-Si-Cu合金晶界各組成相θ(A12Cu)、Q、Si、α(A1)在3.5％NaC1溶液中的極化曲線,模擬其晶界相組成,研究了θ-Q-Si-α(A1)四電極體系的動態(tài)電化學偶合行為,提出了A1-Mg-Si-Cu合金的晶間腐蝕作用機理,進而解釋了Cu的加入,加劇合金晶間腐蝕敏感性的原因。結(jié)果表明,合金晶界相組成中Q相的自腐蝕電位最負,且θ相和Si的自

5、腐蝕電位都較A1基體正,所以A1-Mg-Si-Cu合金的晶間腐蝕首先萌生于Q相表面及θ相和Si粒子邊緣的無沉淀帶;而后由于θ相、Si粒子一方面使其自身邊緣無沉淀帶發(fā)生嚴重的陽極溶解,另一方面θ、Si的存在促進Q相中活潑元素Mg優(yōu)先溶解,不活潑元素Si、Cu富集,引起Q相與晶界無沉淀帶發(fā)生極性轉(zhuǎn)換,進而協(xié)同促進了Q相邊緣無沉淀帶的陽極溶解。即腐蝕將沿θ相、Si及Q相粒子邊緣的無沉淀帶發(fā)展,導致合金出現(xiàn)嚴重的晶間腐蝕敏感性。