2219和2195铝合金焊接接头的腐蚀行为差异研究

目的 研究运载火箭贮箱用2195新型铝锂合金搅拌摩擦焊接头和熔化焊接头相对于传统的2219铝合金焊接接头耐腐蚀性能的差异,分析耐蚀性的演变规律,为贮箱制造及表面防护提供理论指导。方法 以传统的2219铝合金为对照,采用盐雾腐蚀试验、动电位极化曲线测试等方法系统研究2195铝锂合金焊接接头的腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率等方面的性能,进而判断新型铝合金材料与传统铝合金材料耐蚀性能的差异。结果 2种铝合金焊接接头各个亚区的耐蚀性均呈现相同的变化规律,其中搅拌摩擦焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、热机影响区、焊核区的顺序依次增加;TIG焊接头的耐蚀性能按照热影响区、母材区、焊缝区的顺序依次增加,且在热影响区存在晶间腐蚀的现象。此外,2219和2195铝合金TIG焊接接头热影响区自腐蚀电位分别为?0.653 V和?0.667 V,腐蚀电流密度分别为7.35 mA/cm²和7.55 mA/cm²。结论 2219和2195铝合金搅拌摩擦焊和TIG焊接头的耐蚀性差别不大,且均在热影响区耐蚀性最差;采用同种合金进行焊接时,TIG焊接头的耐蚀性能比FSW接头的差。     

含钪铝合金焊接接头的耐腐蚀性能研究

采用铸锭冶金法制备了含钪Al-Mg合金。用手工氩弧焊焊接方法制备含钪Al-Mg合金焊接接头试样。研究了高镁Al-Mg合金中添加微量稀土元素钪后合金焊接接头的耐盐雾腐蚀和剥落腐蚀性能,用金相显微镜和透射电子显微镜观察了合金焊接接头的显微组织,并探讨了其腐蚀机理。研究结果表明,添加微量稀土元素钪能有效细化合金晶粒,显著提高Al-Mg合金焊接接头的耐腐蚀性能。其耐蚀性机理是合金焊接接头组织中均匀弥散分布着β(Mg5Al8、Mg2Al3)沉淀相,未在晶界上出现β相形成的连续网膜,因此合金焊接接头耐腐蚀性能优良。     

7N01S-T5铝合金厚板搅拌摩擦焊接头的晶间腐蚀行为

本研究对14 mm厚的7N01s-T5铝合金搅拌摩擦焊(FSW)试样沿板厚方向进行分层切片,采用OM和TEM等微观组织表征方法及晶间腐蚀性能测试手段,研究了接头各区的晶间腐蚀行为。实验发现,焊接接头各区域的腐蚀形貌存在明显的不同。接头的热影响区腐蚀程度最严重,其中热影响区上、下表层较中心层的腐蚀更严重,这主要归因于晶界处连续分布的析出相粒子和晶粒尺寸存在差异。热机影响区位于热影响区和搅拌区的过渡位置,晶粒扭曲变形,由于受到焊接的热循环作用,晶界析出相发生了部分溶解,腐蚀倾向性相对较低。搅拌区在FSW过程中经历了剧烈的塑性变形和温升,形成细小的等轴晶,析出强化相粒子发生了完全溶解,其晶间腐蚀倾向性最低。     

6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接接头的微区腐蚀行为

国内外有关铝合金的搅拌摩擦焊接(FSW)接头腐蚀性能的研究主要涉及接头的宏观腐蚀行为,对焊缝微区腐蚀行为的报道很少。通过电化学测试、静态失重试验、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等试验手段研究6082-T6铝合金搅拌摩擦焊接头不同区域的耐腐蚀性能,发现搅拌摩擦焊接试样在焊缝中间区域的耐腐蚀性能最好,其次依次是搅拌针后方和搅拌针前方,母材的耐腐蚀性能最差。6082-T6铝合金母材、搅拌针前方和搅拌针后方发生腐蚀的类型主要为晶间腐蚀和剥落腐蚀,随着时间增加,晶间腐蚀和剥落腐蚀程度加剧,焊缝中间区域基本不发生腐蚀。母材和搅拌针前方晶内沉淀相为针状沉淀相,在晶界附近存在沉淀无析出相;晶界析出相富含Mg和Si元素,晶界析出相和沉淀无析出带之间以及晶内基体与沉淀无析出带之间存在腐蚀原电池,导致腐蚀较严重;搅拌针后方和焊核区由于受到轴肩和搅拌针作用,焊后位错减少,组织细化,降低形成局部腐蚀原电池倾向,导致耐腐蚀性能较好。通过对腐蚀后FSW接头铝合金的微观组织形貌观察,结合试验所得到的微观组织,确定了影响接头腐蚀行为的原因和相应的腐蚀机理,为拓展6082-T6铝合金的运用范围提供理论依据。     

5052铝合金胶接-磁脉冲焊接复合接头盐雾腐蚀性能研究

目的 研究5052铝合金板胶接-磁脉冲焊接复合接头的抗腐蚀性能和腐蚀路径.方法 以AA5052铝合金板为研究对象,选用胶接-磁脉冲焊接复合工艺进行连接,并在35℃、质量分数为5％的氯化钠溶液中对样件进行中性盐雾腐蚀试验6～18 d,之后对接头的剪切性能进行测试,再结合SEM对接头的腐蚀路径进行分析.结果 在中性盐雾腐蚀...     

AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化表面防护研究

在硅酸盐溶液中于AZ31镁合金搅拌摩擦焊接头表面制备一层均匀的微弧氧化膜。分析微弧氧化膜的截面组织、相组成和显微硬度分布,并采用浸泡和电化学方法评估微弧氧化表面处理对焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明:接头搅拌区的显微硬度高于镁合金母相区,热影响区硬度低于母相区,但接头不同区域对应的微弧氧化膜硬度都相同,比镁合金基体提高约7倍。在3.5%NaCl溶液中浸泡后,焊接样品热影响区腐蚀严重,而微弧氧化膜表面形貌没有明显变化。未表面处理的接头热影响区电位低于搅拌区和母相区,其腐蚀电流密度也较大,但不同区域微弧氧化膜的腐蚀电流密度都相近,并明显低于未氧化处理的焊接样品。微弧氧化表面处理能显著改善镁合金搅拌摩擦焊接头抗腐蚀性能。     

不同B含量的Pb-Mg-Al-B合金在Cl~-中的腐蚀行为

采用模拟海水浸泡实验、析氢腐蚀、中性盐雾腐蚀试验、电化学法测试,并采用静态腐蚀失重法测定计算合金腐蚀速率,研究了具有核屏蔽性能的Pb-Mg-Al-B合金在3.5wt.%NaCl溶液中的腐蚀行为,并利用SEM、XRD以及XPS对腐蚀前后合金的表面形貌和腐蚀产物进行分析。结果表明:B含量为1.5%时合金的耐腐蚀性能最好;第二相Mg17Al12以网状形态分布于晶界时对合金腐蚀有明显的阻碍作用;XRD表明腐蚀产物主要为Mg2Pb、PbO、Pb、以及Al2O3、Mg17Al12和含B相AlB2,几乎没有Mg的衍射峰;造成耐蚀性差异的主要原因在于不同元素金属含量对合金微观组织结构的影响。     

航空轻质合金及其激光焊接头盐雾腐蚀行为研究

对1420铝锂合金、BT20钛合金薄板及其激光焊接头的耐腐蚀性进行了研究.实验按照GB/T10125-1997<人造气氛腐蚀试验盐雾试验>进行.极化曲线和中性盐雾腐蚀实验表明:钛合金耐腐蚀性能良好,腐蚀失重不明显.电镜扫描观察发现,1420铝锂合金锈点直径较大,且连成片,表面明显变色.     

船舶奥氏体不锈钢管TIG自动焊腐蚀行为研究

为了研究船舶管道系统焊接件的腐蚀行为,通过全位置TIG自动焊技术对316L奥氏体不锈钢接头进行焊接,采用接头拉伸、弯曲、宏观金相测试以及通过加速腐蚀试验后腐蚀深度、表面形貌、微区电化学测试,就焊接工艺对试样的力学性能和腐蚀行为的影响进行研究。经焊接试验与检测发现,通过改变分区焊接参数设计,可有效保证焊接接头的焊接质量,焊接接头的力学性能合格。对此焊接工艺下焊接后不锈钢管道的腐蚀行为研究结果表明：焊接材料在模拟盐雾湿热/SO₂大气环境中进行腐蚀试验后以点蚀为主,腐蚀产物为团状物,且随着腐蚀过程继续进行,腐蚀产物不断生长,相互连接成片,形成完整锈层,对基材起到保护作用,延缓腐蚀向基材深入;腐蚀优先在热影响区进行,并且随腐蚀周期延长,试样母材区的耐蚀性始终高于热影响区。     

用大气腐蚀监测技术研究A3钢的室内加速腐蚀行为

采用大气腐蚀监测(ACM)技术结合传统的失重法研究了A3钢在中性盐雾加速腐蚀试验和凝露状态下SO2气体加速腐蚀试验下的腐蚀行为及规律,并探讨了两种方法的相关性.结果表明:ACM技术与失重法间的相关性良好,ACM技术在某种程度上可替代失重法作为研究A3钢室内加速腐蚀行为及规律的有效、方便、快捷的手段.     

Q345/316L钢焊接接头的腐蚀性能

目前,对Q345/316钢焊接接头腐蚀性能的研究报道较少。采用手工电弧焊焊接Q345钢和316L钢,并以不同温度作时效处理,利用高温高压釜腐蚀失重法研究了焊接接头在3种盐度模拟海水中的腐蚀性能。采用体视显微镜和扫描电镜观察了焊接接头整体及不同区域的腐蚀形貌并分析其机理。结果表明:在模拟海水中,Q345/316L钢焊接接头中Q345钢侧热影响区发生点腐蚀,随Cl-浓度升高,腐蚀程度加剧;在同一盐度海水中,经不同温度时效处理的焊接接头的腐蚀速率不同,250℃时效处理后的最低,而550℃时效处理的最高;焊接接头腐蚀产物膜的主要成分为Fe3OOH。     

2195铝锂合金搅拌摩擦焊接头盐雾腐蚀行为研究

本文研究了厚度为8 mm的2195铝锂合金母材及搅拌摩擦焊接头在3.5wt.％NaCl介质中的盐雾腐蚀行为,计算了不同腐蚀周期下的腐蚀速率,并通过OM、SEM、TEM观察分析母材与焊核区的腐蚀微观形貌.结果 表明:2195铝锂合金母材及搅拌摩擦焊接头在3.5％ NaCl腐蚀介质中的主要腐蚀形式为点蚀,随时间的延长发展为...     

6061铝合金无倾角搅拌摩擦焊工艺及性能

目的 为了适应空间曲面构件的搅拌摩擦焊,开展6061铝合金无倾角搅拌摩擦焊工艺及性能的研究。方法 采用无倾角搅拌摩擦焊用的搅拌头,对5 mm厚6061-T6铝合金板材进行试验,研究焊缝成形及接头力学性能,并分析接头组织特征。结果 零倾角搅拌摩擦焊接头从组织上可区分为5个不同区域：焊核区(WNZ)、热力影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)、轴肩影响区(SAZ)和母材(BM);随着搅拌头转速增加,焊缝宽度和焊核尺寸均先变大后变小;随焊接速度增加,焊缝宽度和焊核尺寸均逐渐变小;当焊接速度固定时,随搅拌头转速增加,接头拉伸强度先增加后减小;当搅拌头转速固定时,随焊接速度增加,接头拉伸强度逐渐增大。结论 采用无倾角搅拌摩擦焊接方法,能够实现对5 mm厚6061-T6铝合金板材的有效焊接。     

Mg-Y-Nd-Zr镁合金焊接接头的显微组织与力学性能研究

目的研究Mg-Y-Nd-Zr镁合金焊接接头显微组织和力学性能。方法采用钨极氩弧焊工艺制备Mg-Y-Nd-Zr合金焊接接头,采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察焊接接头显微组织,采用能谱测试主要合金元素含量,采用电子万能实验机测试焊接接头的力学性能,采用维氏硬度计测试焊接接头的硬度。结果Mg-Y-Nd-Zr合金母材、焊缝区与热影响区平均晶粒尺寸分别为80, 30, 95μm。焊接接头的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为295 MPa, 188 MPa和3.0%。结论 Mg-Y-Nd-Zr合金母材、焊缝和热影响区晶粒均为等轴晶,与母材相比,热影响区未发生晶粒粗化,焊缝区晶粒明显细化,析出相Mg24Y5增多。Mg-Y-Nd-Zr合金焊接接头经525℃×12 h固溶+225℃×12 h时效处理后,各区域的硬度差异不大。抗拉强度达到母材的93%,断后伸长率达到母材的67%。     

高阻尼锰铜合金/40CrNiMoA异种材料焊接工艺研究

介绍了高阻尼锰铜合金GZ50与齿轮钢40CrNiMoA异种材料TIG焊接工艺,并对焊接接头拉伸、冲击、冷弯、疲劳性能和接头金相组织、冲击断口、显微硬度以及接头耐海洋大气腐蚀性能等进行了分析.结果表明,采用合理的焊接工艺参数和焊后消应力处理,保证了焊接接头各项性能指标满足要求,焊缝金相组织均匀,断口为韧性断裂;GZ50合金侧和40CrNiMoA钢侧的热影响区宽度基本相同,GZ50合金侧的热影响区与基体组织由于热作用的不同,各相形态与比例不同;焊接接头在海洋大气环境中,12个月的腐蚀速率比6个月的腐蚀速率约低1/2.     

热镀锌和锌铝合金镀层的微观组织及盐雾腐蚀行为

采用间歇式中性盐雾加速试验方法研究了Q235钢热镀锌及55Al-Zn合金镀层的腐蚀行为，利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分析了镀层的微观组织和腐蚀产物的成分。镀层的微观组织分析结果表明热镀锌层由表及里是η相（纯锌），ζ相（FeZn13),δ1相（FeZn7）和α固溶体组成；热镀锌铝合金镀层由两层组成，外层由富锌和富铝两相固溶体组成，内层由单一的η相（Fe2Al5)组成。盐雾试验和腐蚀产物分析结果表明，热镀锌铝合金层的耐腐蚀性能优于热镀锌层。     

异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊工艺的研究

目的 研究搅拌头转速和轴套下压量对异质铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织及力学性能的影响。方法 采用回填式搅拌摩擦点焊技术对7050铝合金和2524铝合金进行搭接焊试验,焊接完成后利用光镜、体式显微镜、扫描电镜对组织进行观察,另外,测试拉伸剪切载荷和显微硬度分布,最后对断裂行为进行了研究。结果 接头区域可以分为焊核区、热力影响区、热影响区、母材4个区域,焊核区晶粒呈细小等轴状,热力影响区晶粒呈粗大长条状。随搅拌头转速的增大,拉剪载荷降低,当转速为1500 r/min时拉剪载荷值最高,其值为7.499 44 kN。热影响区的显微硬度比母材低,最小值为HV106。接头的断裂方式可以分为剪切型断裂、塞型断裂、剪切-半环型断裂。结论 在一定工艺参数范围内,通过适当降低搅拌头转速能显著提高接头的拉剪载荷,轴套下压量对接头的断裂方式影响显著。     

粉末高温合金FGH96线性摩擦焊接头组织与力学性能

利用自制的XMH-160型线性摩擦焊机进行了FGH96高温合金的初步焊接实验,分析了接头组织特征,并测试了接头拉伸性能和显微硬度。结果表明:FGH96合金接头焊缝区为细晶区,热力影响区则粗、细晶共存,粗晶主要位于近焊区;接头的抗拉强度接近母材,而韧性较差;显微硬度从焊缝到母材呈现为高低高的变化趋势,热力影响区中部为最低值。除与晶粒尺寸有关外,接头力学性能还与不同区域的强化相含量与分布及晶格畸变程度等因素有关。对于FGH96线性摩擦焊接头,一方面需通过改进焊接工艺来消除焊接界面的孔洞缺陷,另一方面需通过焊后热处理来改善接头的组织及力学性能。     

Al-Zn-Si合金涂层的制备及其耐蚀性能

采用富铝合金涂料制备防腐蚀涂层,以往未见研究报道。采用55%Al-Zn-Si合金粉末热烧结制备涂层,并与质量比为4∶1的Zn-Al混合粉末和单一锌粉制备的涂层进行比较:通过电化学和中性盐雾试验研究了其耐蚀性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)观察了Al-Zn-Si合金涂层的腐蚀形貌,研究了腐蚀产物的相组成。结果表明,Al-Zn-Si合金涂层也具有阴极保护作用,且其腐蚀电流密度较单一锌粉和Zn-Al混合粉末制备的涂层要小,其耐盐雾腐蚀性能优于其他2种涂层。     

铝锂合金搅拌摩擦焊研究

采用柱形带螺纹搅拌针搅拌摩擦焊接5 mm厚铝锂合金轧制板材,并对接头组织、力学性能及断裂特性进行了研究.接头形成差别明显的三个区域:焊核区、热机影响区和热影响区.拉伸实验表明,接头强度随着焊接速度的提高先增加,并于v=60mm/min处达到最大值340MPa;当v＞60mm/min时,接头强度迅速下降.铝锂合金搅拌摩擦接头断裂模式为韧脆混合型断裂,并以脆性断裂为主.