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时效处理对2024Al合金晶间腐蚀性能的影响

贺春林;白莹莹;孟小丹;马国峰;王建明

【摘要】对轧制态2024Al合金进行了495℃固溶处理和190℃不同时间的人工

时效处理,采用光学显微镜、场发射扫描电镜、X射线能谱、电化学技术和加速腐

蚀试验研究了2024Al合金的晶间腐蚀性能、腐蚀形貌和显微组织.加速实验结果

表明,虽然2024Al合金易发生晶间腐蚀,但峰时效处理可明显提高合金的晶间腐蚀

抗力.动电位极化曲线和电化学阻抗谱实验也获得了相似的结果.时效态2024Al合

金腐蚀模式为局部晶间腐蚀和点蚀.点蚀由晶内第二相颗粒与基体Al间的电偶腐蚀

引起,晶间腐蚀由晶界析出相与其周围的贫Cu区间以及基体Al与贫Cu区间的电

偶腐蚀引起.

【期刊名称】《沈阳大学学报》

【年(卷),期】2014(026)002

【总页数】5页(P99-103)

【关键词】2024Al合金;时效处理;晶间腐蚀;固溶处理;电化学

【作者】贺春林;白莹莹;孟小丹;马国峰;王建明

【作者单位】沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈

阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先

进材料制备技术重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术

重点实验室,辽宁沈阳110044;沈阳大学辽宁省先进材料制备技术重点实验室,辽宁

沈阳110044

【正文语种】中文

【中图分类】TG17

Al－Cu合金在室温具有优良的强度、硬度、断裂韧性及抗疲劳性能，热处理强化

效果明显，主要应用于制造承受较大载荷的航空、航天及民用机械构件

［1］.2024Al合金的主要元素是Cu，Mg和Mn，杂质为Fe和Si.合金中的Cu

会导致其抗蚀性剧烈下降，尤其在热处理不当时，2024Al合金将产生严重的晶间

腐蚀，这种局部腐蚀的危害性远大于全面腐蚀，会造成部件的巨大破坏［2－

4］.2024Al合金的抗腐蚀性、耐热性及屈服强度的提高是通过人工时效的方法实

现的.经人工时效处理的2024Al合金的主要强化相为θ（Al2Cu）和S

（Al2CuMg）相，它们在晶界上析出，晶界周围出现无沉淀带（贫铜区）［5］.

当合金暴露在含氯离子的介质中时，有可能发生晶间腐蚀及剥蚀［6－7］.本文通

过对轧制态2024Al合金进行固溶和时效处理来获取不同时效态的试样，采用光学

显微镜、场发射扫描电镜、X射线能谱、电化学技术和加速腐蚀试验研究2024Al

合金的显微组织、晶间腐蚀性能和腐蚀形貌，以期获得时效处理和耐蚀性间的相关

性.

1实验材料与方法

1.1实验材料

试验用2024Al合金为轧制板材，厚度为1mm，其化学成分见表1.将切割好的试

样放入热处理炉中于495℃加热30min后，进行水淬.然后，进行人工时效处理，

时效温度为190℃.通过对不同时间的时效试样进行硬度测量，来获得欠时效、峰

时效和过时效三种状态试样，对其进行耐蚀性测试.

表12024Al合金的化学成分（质量分数／%）Table1Thechemical

compositionof2024Alalloy（Massfraction／%）CuMgMnFeSiZnTiNi

Al3.8～4.91.2～1.80.3～0.90.50.50.30.10.1Bal.

1.2晶间腐蚀实验

时效处理后的2024Al合金试样经200＃～2000＃砂纸逐级打磨后，再用1μm金

刚石研磨膏抛光，最后用丙酮和无水乙醇仔细清洗，冷风吹干后放到干燥器中备用.

非测试面用义齿基托树脂封闭.按照ASTMG110—9标准进行晶间腐蚀试验，主

要实验过程包括：配制成分为945mLH2O＋50mLHNO3（70%）＋5mLHF

（40%）的实验溶液后，将之加热到93℃，将试样浸入所配制的溶液中1min后，

取出试样并于70%HNO3溶液中浸泡1min，再在溶液（57gNaCl＋10mL

30%H2O2用蒸馏水稀释到1L，30±2℃）中浸泡6h.然后，将试样用蒸馏水、无

水乙醇仔细清洗后，吹干，用金相显微镜观察腐蚀断面形貌.

1.3电化学腐蚀性能测试

用PARSTAT227