铝锂合金的应力腐蚀特征

系统地综述了铝锂合金的应力腐蚀特征,讨论了力学,材料及化学因素对铝锂合金应力腐蚀的影响及其应力腐蚀机理提出了今后的研究方向。     

预拉伸变形量对2050铝锂合金组织和性能的影响

通过拉伸试验、晶间腐蚀试验以及透射电镜(TEM)等方法对固溶处理后不同预拉伸变形量处理并人工时效后2050铝锂合金厚板室温拉伸性能、抗晶间腐蚀性能以及合金的微观组织形貌进行了研究。结果表明,随预拉伸变形量的增加,合金L向和LT向的屈服强度和抗拉强度逐渐增大,变形量＞4.0%后趋于平稳,伸长率逐渐降低后趋于稳定;随预拉伸变形量增加,腐蚀形貌由晶间腐蚀变为点蚀,点蚀深度逐渐减小。预拉伸变形促进了人工时效过程中晶内T₁相的弥散析出,降低了晶界处T₁相含量,因此提高了合金的强度和抗晶间腐蚀性能。预拉伸变形量为5.0%时,合金的强度和抗晶间腐蚀性能最佳。     

2099铝锂合金腐蚀性能

通过光学显微镜观察、透射电镜分析和慢应变速率拉伸试验,研究了2099铝锂合金在不同时效条件下的晶间腐蚀行为、剥落腐蚀行为、应力腐蚀行为和微观组织。结果表明:随着时效时间的延长,合金的耐腐蚀性能得到改善。在欠时效条件下,晶界上残余AlCuFeMn相的存在,导致合金耐腐蚀性能较差;峰时效条件下,大量T1相在基体的均匀析出,改善了合金的耐腐蚀性能;在过时效条件下,大量T1相保持峰时效状态的形貌特征,晶界析出相呈粗大不连续分布,从而使合金的耐腐蚀性能进一步提高。     

铝-锂合金腐蚀性能研究综述

综述了铝-锂合金孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀断裂(SCC)及剥蚀的研究现状。阐述了加工状态、热处理、显徽组织及腐蚀介质对一些铝-锂合金孔蚀及晶间腐蚀行为与SCC敏感性的影响及其影响机制．同时报道了一些研究铝-锂合金剥蚀的新方法，并提出了进一步研究的方向．     

时效制度对2099铝锂合金力学和应力腐蚀性能的影响

采用透射电镜,拉伸性能测试和慢应变拉伸等手段研究时效制度对2099铝锂合金微观组织和力学及应力腐蚀性能的影响。研究采用1组T6(175℃/48 h)制度和2组T8制度对试样进行处理。实验发现,T8状态下试样的抗拉强度均高于T6态。同时T8态中双级时效制度(2.5%预变形,120℃/12 h+150℃/48 h)相比于单级时效制度(2.5%预变形,150℃/48 h)具有更优异的综合性能。对2099合金进行应力腐蚀测试,试样并未发生强度损失现象,然而失效却加速。合金经过T8双级时效后,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为590 MPa、570 MPa,9.3%。     

预变形对2195铝锂合金拉伸力学性能的影响

通过硬度测试、室温拉伸测试、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)以及数字图像相关(DIC)等手段,研究不同拉伸预变形量对2195铝锂合金在155℃时效后拉伸力学性能的影响。结果表明：拉伸预变形量为2%、4%、6%、8%的合金经过155℃时效后,其抗拉强度分别为560.4 MPa、570.8 MPa、573.6 MPa、575.9 MPa。随着预变形量的增大,合金强度不断提高,这是由于位错是强化相T1相的有利形核点位,拉伸预变形量的增大使得位错密度增加,从而使得T1相数量密度增加。但随着拉伸预变形量的增大,拉伸预变形对合金的强度提升幅度逐渐减小,这主要是位错堆积缠结,析出相形核点重叠导致的。随着拉伸预变形量从2%增大到8%,合金的伸长率从9.6%下降到6.4%。通过DIC观察,拉伸预变形量的增大会使得拉伸过程中的应变集中现象提前出现,颈缩稳定性有所降低。这是由于较大的拉伸预变形量会使得合金在预变形阶段的应变分布不均匀,合金内出现破碎的变形组织晶粒。这些变形组织晶粒与周围其他晶粒组织的晶粒取向不同,更有利于微裂纹的萌生和扩展。4%的拉伸预变形量可以使2195铝锂合金达...     

预拉伸对喷射成形2195铝锂合金时效后组织和力学性能的影响

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和拉伸试验等研究了喷射成形2195铝锂合金经不同工艺热处理后的显微组织和力学性能.结果表明:与未经预拉伸处理的合金相比,合金经4％预拉伸及时效处理后,析出相发生明显变化,时效强化析出相主要为T1(Al2CuLi)、θ'(Al2Cu)和δ'(Al3Li),并呈细小弥散分布,σ(A...     

8090铝锂合金薄板的应力腐蚀行为

采用慢应变速率试验法(SSRT)就应变速率、极化电位及时效条件的影响等研究了8090铝锂合金薄板在3.5％氯化钠溶中的应力腐蚀行为。其应力腐蚀敏感性随应变速率和极化电位而变化,且存在一个最敏感的应变速率(1×10~(-6)s~(-1))和一个发生应力腐蚀的临界电位(—800 mV,SCE)。8090合金薄板在欠时数状态下对应力腐蚀最敏感,峰时效状态下次之。而过时数状态下则不敏感。根据实验结果和断口形貌特征,认为8090合金薄板的应力腐蚀为阳极活性通道机制,但在强烈渗氢情况下,氢可能成为应力腐蚀的主导因素。     

时效处理对铝锂合金断裂行为的影响

通过拉伸试验机、扫描电镜、透射电镜等设备对不同时效工艺下铝锂合金厚板的拉伸性能、微观组织以及断裂特征进行了系统研究。结果表明:随人工时效时间延长,合金的高向强度迅速增加,同时延伸率快速降低,合金的断裂方式也由穿晶滑移剪切+沿晶混合断口转变为单纯的沿晶断口。时效过程中晶内析出了大量的T₁相,提高了晶内强度,抑制了拉伸过程中晶内的协调变形,降低了合金的塑性并导致合金沿晶开裂。     

Mn在2297铝锂合金中的微合金化作用

利用金相显微镜、拉伸测试、SEM、TEM、STEM-HAADF等手段研究了微量Mn的添加对2297铝锂合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Mn在2297铝锂合金中主要以AlCuMn棒状弥散粒子和Al(CuMnFe)粗大相形式存在,并且相比Mn-free合金,2297合金中粗大相尺寸较小、分布均匀,因而合金的抗拉强度得到提高。研究表明,Mn的添加没有影响Al_3Zr粒子的析出行为,尽管析出了AlCuMn棒状弥散相,但整体上没有改变2297合金的再结晶程度。     

高温预析出对Al-Zn-Mg合金板材应力腐蚀断裂的影响

研究了高温预析出对7A52合金组织、时效硬化和应力腐蚀断裂的影响。结果表明：高温预析出处理在保持7A52合金强度、塑性的同时，可提高合金抗应力腐蚀性能。480℃固溶处理条件下，经过预析出处理后，合金应力腐蚀开裂界限应力强度因子局KISCC由7．6MPa．m^1/2。提高至9．1MPa．m^1/2，475℃固溶处理条件下，经过预析出处理后，KISCC由8．9MPa．m^1/2。提高至11．1MPa．m^1/2;未经预析出处理的7A52合金应力腐蚀断裂区发生严重的阳极溶解腐蚀，晶界和亚晶界均发生断裂，经高温预析出处理后，应力腐蚀裂纹仅沿平行晶界扩展；高温预析出处理使晶界析出相粗化显著、离散度增大且晶界析出相Cu含量提高，这是合金抗应力腐蚀性能得到显著改善的重要原因。     

时效处理对铝锂合金电子束焊接头耐蚀性能的影响

对铝锂合金电子束焊接头进行焊后热处理,研究了时效处理前后接头各区域的晶间腐蚀、剥蚀和电化学腐蚀行为。结果表明,接头经过时效处理后,焊缝晶界析出的T1(Al_2CuLi)相数量增加,并且形成了明显的晶界无沉淀带(Precipitate Free Zone,PFZ)。焊态下接头未出现晶间腐蚀,热影响区和母材区均出现了孔蚀;焊后时效处理增大了接头的晶间腐蚀倾向,热影响区同时发生了孔蚀和晶间腐蚀,母材区出现了严重的晶间腐蚀。焊态下焊缝和热影响区均具有优异的抗剥蚀能力,母材区对剥蚀的敏感性较高;焊后时效处理可提高接头母材区的抗剥蚀能力,但会增大热影响区的剥蚀敏感性。电化学腐蚀测试表明,与时效后的接头焊缝相比,焊态下焊缝的自腐蚀电位较高,腐蚀电流密度小,具有相对较好的耐蚀性。     

铅对划伤690合金应力腐蚀行为的影响

采用扫描电镜(SEM),背散射电子衍射(EBSD)和透射电镜(TEM)研究了划伤690合金在330℃含铅碱溶液和高纯水中的应力腐蚀开裂(SCC)行为。结果表明:划伤过程使690合金局部产生严重变形区,该区域初始晶粒出现细化;在330℃含铅碱溶液中浸泡后试样划伤侧边出现沿机械孪晶界生长的应力腐蚀裂纹束;在高温高纯水中持续浸泡后,已有裂纹仍快速向基体延伸。材料表面或裂纹路径残留的微量铅仍促进SCC裂纹或裂纹束持续快速生长。     

热处理对铝锂合金在NaCl水溶液中腐蚀行为的影响

对铝锂合金在热轧、固溶淬火后自然时效和不同时间人工时效后测定了在３．５％ＮａＣｌ水溶液中的平均腐蚀速率，观察了腐蚀形成，结果表明，合金的平均腐蚀速率较大，在含Ｃｌ＾－介质中易发生局部腐蚀，透射电镜观察结果表明，延长时效时间，合金昌粒中Ｔ１相增多，δ＇相减少，晶界富铜相增多，无沉淀带加宽，因而加剧了点蚀和沿晶腐蚀。     

铝锂合金晶间腐蚀敏感性与时效阶段的相关性

研究了不含Zn及0.72%Zn微合金化的Al-3.7Cu-1.15Li-0.5Mg合金T6态时效(150及175℃)不同时间后的晶间腐蚀行为,建立了其腐蚀-时效进程状态图。结果表明,Zn微合金化铝锂合金晶间腐蚀敏感性略低于不含Zn微合金化的铝锂合金。随时效进程的发展,铝锂合金腐蚀类型变化规律为:孔蚀或局部晶间腐蚀(时效早期),全面晶间腐蚀(欠时效阶段),局部晶间腐蚀(近峰时效阶段),孔蚀(过时效阶段)。晶间腐蚀深度随时效时间延长呈先增加而后降低的规律。时效时间延长,一方面晶界析出相逐渐粗化并且呈不连续分布,另一方面晶内T1相及θ相析出,晶内电位降低,晶界及晶内电位差减小,从而导致上述腐蚀类型的变化。     

2519铝合金热轧板材抗应力腐蚀敏感性研究

以腐蚀强度指标Kσ和腐蚀伸长率指标Kδ评定合金的抗应力腐蚀敏感性，研究了2519铝合金热轧板材在T6、17和T8三种时效状态下的抗应力腐蚀敏感性。结果表明，2519铝合金热轧板材的抗应力腐蚀敏感性由高到低按118、17、T6工艺排序，而它们的力学性能按T6、T8、17的顺序排列。另外，测试了三种工艺状态下2519铝合金试样的恒电位极化曲线，发现合金的极化电阻越大时，其抗应力腐蚀敏感性越好。     

热处理引起的残余应力对LC4铝合金腐蚀开裂行为的影响

研究了时效制度对Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ合金（ＬＣ４）双悬臂梁（ＤＣＢ）试样的残余应力分布及其对应力强度因子、腐蚀开裂行为的影响。结果表明，轴向残余拉应力可以引起试样弯曲成弓形，相当于ＤＣＢ试样附加一应力强度因子Ｋ１Ｒ，Ｋ１Ｒ随时效温度提高而减小。在自然时效状态Ｋ_（１Ｒ）约１０ＭＰａ·ｍ￣（１／２），１２０℃时效时态Ｋ_（１Ｒ）约７．５ＭＰａ·ｍ￣（１／２）时，无外加载荷均可产生严重的腐蚀开裂现象，且具有沿晶断裂特征并呈特殊的长舌形区。１６０℃时效状态未出现腐蚀开裂现象，对其原因进行了讨论。