CF8611/AC531复合材料的电化学特性及其与7B04-T74铝合金的电偶腐蚀仿真

本工作设计了CF8611/AC531复合材料的正面(FS)试件和侧面(SS)试件及其在3.5%NaCl+12.5%Cu2SO4电解液中的极化试验。借助电化学工作站、扫描电镜和能谱仪等设备,测量了CF8611/AC531复合材料、7B04-T74铝合金在不同环境条件下的极化曲线及二者的电偶腐蚀参量,观察了极化前后CF8611/AC531复合材料、电偶腐蚀后7B04-T74铝合金的微观形貌,分析了FS试件在含Cu~(2+)电解液中极化后表面的物质成分。基于稳态腐蚀场和参数化扫描技术,使用Comsol软件建立了在磨损状态下CF8611/AC531复合材料与7B04-T74铝合金的电偶腐蚀动态模型。结果表明:CF8611/AC531复合材料性能稳定,但原始加工表面存在碳纤维裸露缺陷;阴极反应速率与碳纤维裸露面积密切相关,根据试验结果划分了复合材料表面的活性阴极区和惰性阴极区;在电偶腐蚀中,7B04-T74铝合金的主要腐蚀形式为点蚀,未见复合材料失效;建立的电偶腐蚀模型有效、可用,总电偶电流与碳纤维裸露面积呈正线性相关,关系式为Ig=(2.794 1S+62.994)×10~(-7) A;当SFS∶SSS=5.53∶1时,FS试件和SS试件对7B04-T74铝合金试件的电偶效应相同。     

温度对金属紧固件与碳纤维／环氧复合材料的电偶腐蚀影响的研究

应用电化学方法研究了碳纤维/环氧复合材料与TC6钛合金、LC4铝合金、30CrMnSiNi2A合金钢的电偶腐蚀行为。在20～60℃温度范围内研究了温度对各偶对的电偶电位及电偶电流的影响。比较了各种紧固件金属材料与碳纤维复合材料构成偶对时的电偶腐蚀性能。     

7B04铝合金-CFRP300在模拟海洋大气环境下的电偶腐蚀行为

为了有效地从腐蚀防护角度为飞机异种金属选材提供指导,针对飞机特定的服役环境,通过有限元仿真和腐蚀实验研究飞机典型搭接结构的腐蚀行为。对铝合金、复合材料及搭接件进行了实验室的周浸实验,然后通过极化曲线测量实验、宏微观形貌的观察、疲劳测试、XRD等表征手段研究7B04铝合金与CCF300/QY9511复合材料搭接件的电偶腐蚀规律,并以极化曲线测得的电化学参数为边界条件,建立了搭接件的腐蚀仿真模型。结果表明,在周浸实验0周期和10周期后,铝合金的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度分别为-802 mV和2.357×10^-7 A/cm²,-872 mV和1.477×10^-6 A/cm²,复合材料则分别为-240 mV和6.217×10^-7 A/cm²,-98 mV和2.286×10^-7 A/cm²,随着腐蚀周期的延长7B04铝合金材料呈现自腐蚀速率加快、自腐蚀电位负移的变化趋势,而复合材料呈现自腐蚀电位正移、自腐蚀速率缓慢增大的变化趋势;搭接件腐蚀产物逐渐增多,腐蚀程度越来越严重;疲劳寿命随着腐蚀周期的延长而降低;随着腐蚀周期延长,腐蚀坑深度逐渐增大;腐蚀的产物包括Al（OH）₃,Al₂O₃,AlCl₃;搭接件仿真结果与加速腐蚀实验后的结果具有良好的一致性。该研究给出了飞机典型搭接结构的易腐蚀部位,揭示了电偶腐蚀规律,为飞机结构的腐蚀防护指明了方向。     

FeMnSi/B10偶对在不同温度3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为

B10海水管道与FeMnSi记忆合金管接头连接使用易发生电偶腐蚀。为明确FeMnSi/B10的电偶腐蚀机理，通过电化学测试、腐蚀失重法、SEM、EDS分析了FeMnSi/B10偶对在不同温度的3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为、腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明：FeMnSi/B10发生电偶腐蚀时，FeMnSi为阴极，B10为阳极。FeMnSi和B10的腐蚀热力学趋势和腐蚀速率均随温度的升高而增加。FeMnSi/B10偶对电偶电流密度在初期急剧下降，随着时间的延长而减慢，最后达到稳定值。当温度从25℃升高至45℃时，偶对的电偶电流密度增大了约1倍，说明FeMnSi/B10偶对的耐蚀性对温度较为敏感。随着温度的升高，B10的腐蚀形式由晶间腐蚀发展为剥蚀。FeMnSi记忆合金的腐蚀产物为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeOOH,B10铜镍合金的腐蚀产物为Cu₂O、Cu₂Cl(OH)₃。     

人工海水中铝合金与复合材料T700电偶的腐蚀性能

采用失重法、腐蚀电化学试验方法、电偶腐蚀试验方法,研究了铝合金(Al6061)在人工海水中的耐腐蚀性能和电化学特性及其与环氧碳纤维复合材料T700偶接后的电偶腐蚀敏感性.结果表明,Al6061在人工海水中有一定的电化学腐蚀钝化性;Al6061与T700偶接后,电偶腐蚀使Al6061的腐蚀速度明显加快,人工海水中通入空气使电偶腐蚀程度增大;在T700表面涂敷环氧树脂涂层,能有效控制T700与Al6061之间的电偶腐蚀.     

复合材料对LY12CZ铝合金C-环应力腐蚀性能的影响

采用铝合金C-环试样应力腐蚀试验方法，将碳纤维环氧复合材料与LYl2CZ铝合金相互偶接，研究由于电偶腐蚀的存在，对LYl2CZ铝合金应力腐蚀性能的影响，利用SEM方法对裂纹断口进行了分析。结果表明，复合材料与LYl2CZ铝合金的电偶腐蚀作用，促进了LYl2CZ铝合金C-环应力腐蚀裂纹形成与扩展，电偶作用使晶粒表面的点蚀减少，晶界腐蚀的溶解速率明显加快，晶界的二次裂纹大大增加，而与铝合金偶接的复合材料表面形貌基本无变化。     

CO2驱油井环境下N80钢与3Cr13钢的电偶腐蚀行为

N80钢与3Cr13钢常作为油管和水力锚等的材料使用,在CO₂驱油井环境中不可避免偶接使用易产生电偶腐蚀。为此,通过开展CO₂环境下N80钢和3Cr13钢的腐蚀速率试验和电偶腐蚀试验,明确了CO₂含量、温度、压力和矿化度等因素作用下2种钢的电偶腐蚀规律。结果表明：CO₂驱油井中2种钢产生电偶腐蚀,3Cr13钢为阴极,且不受电偶腐蚀影响,N80钢为阳极,电偶腐蚀速率增大;且N80钢的电偶腐蚀速率随CO₂含量、温度、压力和矿化度的增大而增大;电偶腐蚀敏感因子随CO₂含量和压力增大而减小,当CO₂含量达到20.0%时电偶腐蚀敏感因子为负值,随温度升高先减小后增大,随矿化度增加而增大,电偶腐蚀速率最大可高于常规腐蚀69%。     

大气环境条件下复合材料与金属电偶腐蚀及控制方法研究

研究了碳纤维环氧复合材料与30CrMnSiA钢、LF2防锈铝和TC4钛合金相互偶接时所产生的电偶腐蚀。测量了复合材料与金属在3.5%NaCl溶液中的开路电位，研究了在北京、青岛团岛和海南万宁等典型气候条件下，1，3，5年的大气暴露电偶腐蚀对金属力学性能的影响，结果表明，海南万宁的气候环境对复合材料与30CrMnSiA的电偶腐蚀影响最为严重，对防止电偶腐蚀的方法进行了一定的讨论。     

超声滚压对6061铝合金第二相诱发局部腐蚀的影响

采用超声滚压技术(USRP)改变6061铝合金表层，实现不同静压力下USRP对6061铝合金第二相组织的改变，从而提高铝合金的耐腐蚀性能。使用SEM,SKPFM以及激光共聚焦等手段，基于微区电偶腐蚀原理，在考虑溶液阻抗与氧化物阻抗的条件下，得出第二相尺寸与局部腐蚀发展的关联规律，并利用激光共聚焦显微镜原位观察，验证第二相尺寸对局部腐蚀发展的影响。结果表明：当铝合金表层经0.10 MPa静压力滚压时，在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的初期自腐蚀电流密度仅为未处理试样的1/15,腐蚀速率降低了93.04%。Mg₂Si相在滚压过程中并未发生显著形态变化，对USRP前后腐蚀性能变化无显著影响。长条状连续分布的AlFeSi相会在USRP作用下细化为微纳尺度的弥散状分布。充分细化后的AlFeSi相会因腐蚀微电池的局部阴阳极面积比减少而减弱电偶腐蚀效应，虽会促进铝合金基体的亚稳态点蚀形核率，但同时也会造成自身的快速溶解。当自溶解发生或在亚稳态蚀孔内壁形成Al₂O₃氧化膜保护时，AlFeSi相对铝合金基体电偶腐蚀效应大幅减弱，从而提...     

7B04铝合金应力腐蚀敏感性研究

利用慢应变速率拉伸应力腐蚀实验方法研究7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。研究温度、腐蚀介质、电化学极化对应力腐蚀敏感性的影响,结果表明:随温度的升高7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性增强;溶液的腐蚀性越强,7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性越大;无论是阳极极化还是阴极极化都会增加7B04铝合金的应力腐蚀开裂敏感性。     

TA15钛合金与铝合金和结构钢接触腐蚀与防护研究

通过测定TA15钛合金与铝合金和结构钢组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了TA15钛合金在使用中与铝合金和结构钢接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TA15钛合金与铝合金和30CrMnSiA钢接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与30CrMnSiNi2A钢接触产生的电偶腐蚀比较轻微.对铝合金和结构钢进行表面处理可以降低电偶腐蚀敏感性,表面处理后喷涂底漆可进一步降低电偶腐蚀敏感性.     

The effect of YAG laser surface treatment on corrosion resistance of Al18B4O33w/2024Al composite

As a new material, aluminum borate whisker reinforced aluminum composite has been considered for a wide range applications. However, addition of reinforcements to aluminum will change the corrosion behavior significantly. A pulsed YAG laser installation was used to produce surface treatment on Al₁₈B₄O₃₃w/2024Al composite. Electrochemical method was used to study the corrosion resistance in 3.5% sodium chloride (NaCl) solution. The crystalline phases of the composites with and without laser surface treatment were analyzed using X-ray diffraction (XRD) measurement technique. The cross-section morphologies of the laser-treated composite were characterized by scanning electron microscope (SEM). Polarization experiments showed that the sensibility to pitting corrosion for the laser treated specimen was greatly lower than that of the untreated specimen. The reduction of reinforcement Al₁₈B₄O₃₃ whisker and intermetallics CuAl₂ on the surface of the laser-treated composite along with the formation of the homogeneous and defect free microstructure in the laser-modified layer led to improvement on the corrosion resistance of the laser-treated composite.     

Electrochemical investigation of galvanic corrosion between aluminum 7075 and glass fiber/epoxy composites modified with carbon nanotubes

We investigate whether the presence of carbon nanotubes in previously non-conductive composites may cause galvanic corrosion. We focus on aluminum 7075 alloy and glass fiber-reinforced polymers (GFRP), where the epoxy resin is modified with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). Whole aluminum bars were bonded with MWCNT/GFRP in a co-cure, or were connected electrically with the composite through a galvanic cell.The investigation includes characterization of the treated and baseline epoxy resin, high humidity tests at room temperature, full immersion tests in an aggressive environment, and standard galvanic coupling tests in an aggressive environment.Results show that coupling MWCNT/GFRP samples with aluminum 7075 causes approximately doubled corrosion rate and mass loss rate compared to baseline GFRP samples. We envision that this work will impact the research community and indicate the need of careful coupling selection and careful surface treatment between nanomaterials and conventional materials, since the ability to monitor damage in situ is very desirable.     

镁合金电偶腐蚀研究及其进展

研究了镁合金AM60与异种金属Q235碳钢、18-8不锈钢、LY12铝合金和纯铝之间的电偶腐蚀,介绍了镁合金电偶腐蚀的最新研究进展,重点探讨了影响镁合金电偶腐蚀的因素和减轻镁合金电偶腐蚀的措施,最后提出了镁合金电偶腐蚀研究中需要解决的科学问题.研究和讨论分析表明,为防止镁合金电偶腐蚀,应全面而系统地进行合理的结构设计、选择合适的匹配材料、在镁合金和异种金属表面分别涂装性能优良的耐碱性涂层体系.由于镁腐蚀发生碱化,所以防止电偶腐蚀的环境应避免选用含铝涂层体系.     

Investigation of the operation of galvanic cells formed as a result of stress gradients during corrosion fatigue of an aluminum alloy

This article describes the results of an experimental study of galvanic cells formed by specimen surface regions in different stress states during corrosion fatigue of a grade D16 aluminum alloy.     

表面处理对TC21钛合金与铝合金和钢电偶腐蚀行为的影响

通过测定TC21钛合金与铝合金和钢电偶电流的方法,研究了TC21钛合金与铝合金和钢在使用接触时发生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:TC21钛合金与铝合金和钢形成的电偶对极易发生电偶腐蚀,不能直接接触使用;对钛合金和铝合金分别进行阳极氧化处理可以在一定程度降低电偶腐蚀敏感性.TC21钛合金与钢形成的电偶对,电偶腐蚀行为与钢的成分有很大关系,对钛合金进行阳极氧化处理,对钢进行镀镉或镀镉-钛处理可以提高表面抗腐蚀性能,降低电偶腐蚀敏感性.当TC21钛合金与铝合金和钢接触使用时,必须采取有效的防护措施.     

电偶对中6A01铝合金的电化学腐蚀行为研究

为了解决高速列车环境下6A01铝合金的电偶腐蚀问题,利用电化学阻抗谱和极化曲线等电化学方法研究了6A01铝合金在不同溶液中的电偶腐蚀行为.结果表明:6A01铝合金在NaCl溶液和模拟污水溶液中以点蚀为主,模拟污水溶液中铝合金的腐蚀速率较小,腐蚀速率随时间先增大后减小,再增大再减小,最后趋于稳定,铝合金的耐蚀性能减弱.铝...     

3.5%NaCl腐蚀环境下2种航空铝合金材料疲劳性能试验研究

腐蚀环境下的疲劳性能是航空金属结构疲劳寿命设计的重要前提,为此,试验测定了2种航空铝合金材料（2E12-T3、7050-T7451）的光滑试样和缺口试样在干燥大气和3.5%NaCl腐蚀环境下的疲劳性能,在试验数据的基础上进行性能对比,并对试样断口进行扫描电镜（SEM）分析,研究了3.5%NaCl腐蚀环境与载荷联合作用对腐蚀疲劳性能的影响机理,研究结果表明:3.5%NaCl腐蚀环境对2种铝合金材料的疲劳性能均产生不利影响,且腐蚀与疲劳载荷的交互作用随着应力水平的降低而增强,疲劳性能下降更明显;与光滑试样相比,腐蚀环境对铝合金2E12-T3缺口试样疲劳性能的影响更大,但对铝合金7050-T7451缺口试样疲劳性能的影响却变小;在腐蚀环境下,裂纹尖端易发生电化学反应产生腐蚀产物和[H]离子,腐蚀产物的存在会阻碍裂纹闭合,同时,[H]离子导致裂纹尖端的氢脆效应,加快裂纹扩展,使疲劳性能降低。