Al-Zn-Mg-Cu系铝合金中不同区域电子结构及应力腐蚀机理分析

利用计算机编程建立了Al--Zn--Mg--Cu合金 (7175铝合金) 中α--Al, η相及α--Al大角度晶界原子集团模型, 采用递归法计算 合金中Zn, Mg, Cu和H的环境敏感镶嵌能、原子间相互作用能、Fermi能级和态密度等电子结构参数, 分析了合金的应力腐蚀机理. 计算 结果表明: Mg, Cu和H容易在晶界偏析. Mg对H具有吸引作用, 促进H在晶界偏析, 引起晶界氢脆; Zn增大晶界与晶内的电位差, 降低合 金抗腐蚀性; Cu能减小晶界与晶内Fermi能级差, 降低晶界与晶内的电位差, 具有减缓合金腐蚀的作用. 计算结果还表明: η相的Fermi能 级最高, 腐蚀过程中作为阳极优先溶解. 由于η相俘获H, 当晶界析出断续η相时可减弱晶界H的偏析, 提高抗腐蚀性; 但晶界连续分布η相则形成腐蚀通道, 加速腐蚀进程.     

Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金晶界偏聚与腐蚀机制研究

采用自编软件建立Al-Zn-Mg-Cu合金中α-Al、η(MgZn2)相及晶界含η相的α-Al大角度晶界原子集团模型.用递归法计算合金中Zn、Mg、Cu的环境敏感镶嵌能、原子相互作用能,α-Al和η相结合能、费米能级等电子参数.并依据电子参数分析合金的腐蚀特性.结果显示:合金元素Mg、Cu容易在晶界偏析,Mg、Zn形成η相原子集团.因Mg在晶界偏析,晶界析出的η相较为粗大,晶内形成的η相比较细小.计算还表明:η相的费米能级最高,在腐蚀过程中作为阳极优先溶解.合金元素Zn具有增大晶界、晶内电位差的作用,降低合金的抗腐蚀性.Cu能减小晶界与晶内费米能级差,降低晶界与晶内的电位差,具有减缓合金腐蚀的作用.