5083铝合金慢应变速率拉伸下的应力腐蚀行为

采用慢应变速率拉伸(SSRT)测试法及扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)分析手段,研究了预变形量及应变速率对5083铝合金在空气和3.5%NaCl溶液中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响。结果表明:在空气中,5083铝合金几乎不发生SCC现象,其断口均呈现韧性断裂形貌;在3.5%NaCl溶液中,5083铝合金具有SCC敏感性,其断口呈现局部沿晶界或相界断裂形貌,随着应变速率的减小,应力腐蚀敏感指数(ISSRT)增大,当应变速率减至1×10-6s-1时,其应力腐蚀断口呈现典型的解理脆断特征;(Mg5Al8)等第二相析出及预变形后位错增多是导致5083铝合金SCC敏感性增大的主要原因。     

天然海水微生物对5083铝合金初期腐蚀行为的影响

利用荧光电子显微镜,扫描电镜及能谱表面分析技术和开路电位,电化学阻抗谱,动电位极化电化学技术研究了在天然海水中浸泡初期,天然海水微生物对5083铝合金腐蚀行为的影响.结果表明,在天然海水中,铝合金表面形成良好的生物膜.电化学结果表明,在天然海水中铝合金腐蚀电位负移,点蚀电位正移,电荷转移电阻增大,说明短期浸泡时,天然海水生物膜的形成可以抑制其腐蚀,尤其对点蚀具有明显的抑制作用.在无菌海水中,随时间的增长,铝合金的腐蚀也受到一定程度的抑制,原因是锈蚀产物的形成对铝合金具有一定的保护作用.     

5083铝合金表面钛铝基耐蚀涂层与TA2钛合金接触腐蚀

针对5083铝合金与TA2钛合金接触腐蚀问题,采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr耐蚀涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对涂层截面和与基体界面进行测试,分析涂层孔隙率和与5083铝合金基体的结合机制;采用电化学工作站测试5083铝合金、TA2钛合金、TiAl合金铸锭和涂层的极化曲线,并对比研究5083铝合金、TiAl合金铸锭和涂层与TA2钛合金接触腐蚀敏感性。结果表明:涂层孔隙率为1.4%,涂层与基体结合机制为机械结合,通过在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr合金防护涂层后,可使材料电极电位由-913.90mV升高到-572.47mV,与TA2钛合金的接触腐蚀电流密度由16.2μA/cm2降为0.21μA/cm2,接触腐蚀敏感性由E级降到A级,解决了铝合金与钛合金的接触腐蚀防护问题。     

Evaluation of Vitreous and Devitrifying Enamels as Hot Forming Lubricants for Aluminum AA5083 Alloy

The adhesion of aluminum to tool surfaces during the hot forming of sheet aluminum alloys presents challenging tribological problems. Graphite and boron nitride are commonly used as aluminum adhesion mitigating solid lubricants for hot forming processes, but lubricant breakdown in high-stress areas, such as corners and bends, remains an issue compromising the quality of the formed parts as well as the tool life. Low-melting temperature enamels may provide an affordable and easy to apply alternative. In this study, vitreous (amorphous glass) and devitrifying (two phase crystalline glass) layers were deposited on the surface of sheet aluminum samples with a sedimentation technique. Enamel lubrication was effective in preventing aluminum transfer to the steel counterface. Hence, the prospect exists for the use of these enamels as aluminum workpiece lubricants in hot forming operations. This article was presented at Materials Science & Technology 2007, Automotive and Ground Vehicles Symposium held September 16-20, 2007, in Detroit, MI.     

5083铝合金搅拌摩擦焊接头微弧氧化膜电化学腐蚀行为

利用微弧氧化技术在5083铝合金搅拌摩擦焊(FSW)接头表面制备一层均匀的微弧氧化膜.通过动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)分析,评估微弧氧化前后搅拌摩擦焊接头的腐蚀特性.结果表明,经过微弧氧化表面处理的搅拌摩擦焊样品腐蚀电流密度减小,电化学阻抗增加,抗腐蚀性能得到了显著改善.未氧化处理的不同焊接组织区域腐蚀行为存在明显的差异,而5083铝合金母相和焊缝表面的微弧氧化膜具有相同的形貌和抗腐蚀性能.     

自抛光防污涂层中铜离子释放对铝合金基体腐蚀的影响

针对防污涂层中含铜防污剂对铝合金基体的腐蚀影响问题,采用动电位极化曲线和腐蚀失重的方法,研究5083铝合金在含不同浓度Cu2+的3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为,采用电化学交流阻抗方法研究自抛光防污涂层和不含铜防污剂的丙烯酸树脂基涂层对铝合金的屏蔽性能和腐蚀情况。结果表明,溶液中的Cu2+浓度低于70μg/L时,对5083铝合金的腐蚀速率影响不大,当Cu2+浓度超过此临界值时铝合金的腐蚀会显著加速;直接涂刷防污涂层的铝合金在3.5%NaCl溶液中浸泡4天就发生腐蚀,说明涂层中的防污剂Cu2O与NaCl溶液反应生成的Cu2+向涂层内部渗透对铝合金基体的腐蚀有负面影响。     

时效制度对6156铝合金力学性能及腐蚀性能的影响

通过常规拉伸、慢应变速率拉伸和晶间腐蚀实验研究了T6及双级时效处理对6156铝合金力学性能与腐蚀性能的影响,并采用透射电镜(TEM)观察了析出相特征。结果表明:6156合金在T6欠时效状态下晶内析出相主要为GP区,晶界无明显析出相;T6峰时效晶内析出相主要为β″相,出现少量的Q′相,晶界析出物呈连续分布,合金虽然具有最高强度,但晶间腐蚀严重,应力腐蚀敏感性最大;随时效时间延长,Q′相增多并逐渐粗化,晶界析出物粗大非连续分布;T78时效态晶内析出大量的Q′相,晶界析出相球化且析出相之间的间距增大,呈断续分布,无沉淀析出带(PFZ)变宽,因此相比T6态而言T78状态合金强度损失不大而耐蚀性得到明显提高。     

5083铝合金与2205不锈钢在天然海水中的电偶腐蚀行为

研究了5083铝合金与2205不锈钢在不同面积比条件下青岛天然海水环境中的电偶腐蚀行为,得到了电偶混合电位和电偶电流。结果表明,2205不锈钢与5083铝合金形成电偶时,由于自腐蚀电位的差值较大,容易造成明显的电偶腐蚀。无论阴阳极面积相等还是在大阴极小阳极的情况下,5083铝合金与2205不锈钢均形成电偶腐蚀,都会加速5083铝合金的腐蚀,2205不锈钢则会受到保护。因此,在海水环境中要避免这两种材料的直接接触,必须采取绝缘防护措施。     

AA2219-T87铝合金双轴肩搅拌摩擦焊的腐蚀行为

采用电化学腐蚀和浸泡腐蚀试验对双轴肩搅拌摩擦焊AA2219-T87型铝合金的不同区域进行了腐蚀研究。结果表明,焊缝区具有最高的耐腐蚀性,母材的耐腐蚀性最差。母材中析出相的体积分数最高,越靠近焊核,析出相回溶数量越多。焊核区由细小的等轴晶组成,只存在少量θ相     

AA5083铝合金表面处理对AA5083/低温胶胶接性能的影响

目的为适应LNG船运输液化天然气时的低温工作环境,选择AA5083铝合金和外围保温材料,通过低温胶胶接的方式进行液货维护系统内部结构的搭建,保证满足基本强度要求的同时,降低生产成本。方法对AA5083铝合金进行喷砂和阳极氧化处理,对其表面形貌、表面粗糙度、表面能以及与低温胶的接触角进行表面性能表征,同时进行25、0、-60、-120℃四种不同温度下的单搭剪切力学性能测试,研究揭示不同表面处理方法对AA5083/低温胶胶接强度的影响。结果与AA5083铝合金原始试样对比,表面处理后的铝合金表面粗糙度变大,表面能升高,与低温胶的接触角变小,胶接接头强度显著提升,其中,阳极氧化后试样的胶接强度在0℃达到最大,为29.80 MPa,比原始试样提升了128.18%,比喷砂试样提升了29.90%。结论结合表面性能表征以及低温下的单搭剪切试验结果,喷砂和阳极氧化均能提高AA5083铝合金与低温胶的粘结强度,而且阳极氧化后的AA5083铝合金具有较好的综合性能。     

基于最大m值法的商用5083铝合金材料性能测试

采用最大m值法在450、475、500℃下测试商用AA5083合金材料性能,并与恒速度、恒应变速率法拉伸试验结果进行了对比分析.结果表明:该商用AA5083铝合金塑性较差,在450、475、500℃下恒应变速率、恒速度拉伸,伸长率普遍小于100％,超塑性不明显.采用最大m值法测试材料性能,其在450、475、500℃下伸长率分别为105％、107％、154％,但超塑性依然不明显.随着变形程度增大与温度的升高,该商用铝合金原始的长条状组织不断开始断裂并趋于变短,最后变成等轴组织.     

时效和回归处理对7075铝合金力学及腐蚀性能的影响

用维氏硬度计和慢应变速率拉伸（SSRT）技术研究了7075铝合金以不同制度时效和回归处理后的强度和应力腐蚀断裂（SCC）行为。结果表明：7075铝合金的强度，硬度和SCC敏感性与时效温度和时间密切相关。对于单级时效，峰时效7075－T6铝合金的强度最大，但其SCC敏感性也最大。过时效T7351及A180能显著提高合金的耐SCC性，SSRT拉伸断裂强度却下降约20％。多级时效，回归再时效（RRA）不仅能降低7075铝合金的应力腐蚀敏感性，而且能保持较高的强度。     

Microstructure,Mechanical Properties,and Corrosion Behavior of Mg-Al-Ca Alloy Prepared by Friction Stir Processing

Friction stir processing (FSP) was used to modify the microstructure and improve the mechanical properties and corrosion resistance of an Mg-Al-Ca alloy. The results demonstrated that, after FSP, the grain size of the Mg-Al-Ca alloy was decreased from 13.3 to 6.7 μm. Meanwhile, the Al₈Mn₅ phase was broken and dispersed, and its amount was increased. The yield strength and ultimate tensile strength of the Mg-Al-Ca alloy were increased by 17.0% and 10.1%, respectively, due to the combination of fine grain, second phase, and orientation strengthening, while the elongation was slightly decreased. The immersion and electrochemical corrosion rates in 3.5 wt% NaCl solution decreased by 18.4% and 37.5%, respectively, which contributed to grain refinement. However, the stress corrosion cracking (SCC) resistance of the modified Mg-Al-Ca alloy decreased significantly, which was mainly due to the filiform corrosion induced by the Al₈Mn₅ phase. SCC was mainly controlled by anodic dissolution, while the cathodic hydrogen evolution accelerated the SCC process.     

Formability and cavitation behavior of superplastic AA5083 aluminum alloy under biaxial tension

The superplastic forming potential of two fine-grained 5083 aluminum alloys were studied under biaxial tension using a pneumatic bulge test. Experiments were performed at temperatures ranging from 475 to 525 ℃ with three different strain paths ranging from equi-biaxial to approaching plane strain. The shape of the forming limited diagram（FLD） is found to be significantly different from FLDs commonly used in room temperature stamping. The effects of temperature on final thickness distribution, dome height and cavitation were investigated for the case of equi-biaxial stretching. Increasing temperature in free bulge forming can improve the thickness distribution of final parts but have no significant effect on dome height. The results indicate that determination of forming limits in SPF cannot be represented with a simple FLD and additional metrics such as external thinning and internal cavitation needed to determine the SPF potential of a material.     

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。     

Zn元素对Mg-Sr镁合金显微组织、力学性能及腐蚀行为的影响

镁锶系列镁合金是最有前景的生物可降解金属材料之一。锶具有促进成骨和再生的作用,具有良好的生物相容性。但是镁锶合金具有强度不足、降解快速等缺点。添加适量的人体营养元素Zn在Mg-2Sr合金中,通过锌在镁合金中的固溶作用来细化晶粒以提高Mg-2Sr合金的强度和塑性。在模拟体液浸泡降解过程中,Mg-2Sr-2Zn合金生成的腐蚀保护层较致密,阻碍了浸泡过程中氯离子渗透,从而具有较好的耐蚀性。     

5083铝合金搅拌摩擦焊研究

试验研究了3.5mm厚铝合金5083-H321搅拌摩擦焊工艺,分析了焊接参数对焊缝成型、力学性能和金相组织的影响。结果表明,5083-H321铝合金具有良好的搅拌摩擦焊接性能,采用优化的工艺参数可以使焊接接头的抗拉强度达到母材的93.6%,正弯和背弯角度均可达到180°。     

5083铝合金搅拌摩擦焊研究

试验研究了3.5mm厚铝合金5083-H321搅拌摩擦焊工艺,分析了焊接参数对焊缝成型、力学性能和金相组织的影响.结果表明,5083-H321铝合金具有良好的搅拌摩擦焊接性能,采用优化的工艺参数可以使焊接接头的抗拉强度达到母材的93.6%,正弯和背弯角度均可达到180°.     

高温预析出后7055铝合金局部腐蚀性能和时效硬化

研究了高温预析出对Al-Zn—Mg—Cu系7055合金的应力腐蚀、晶间腐蚀和剥蚀行为以及时效硬化的影响，并通过对预析出／时效组织的透射电镜观察，阐述了预析出对7055合金各种腐蚀行为和时效硬化的影响。组织观察及腐蚀性能和力学性能测试结果表明：高温预析出处理可使7055合金抗应力腐蚀性能得到明显改善，合金应力腐蚀开裂界限应力强度因子局KISCC由7．4MPa·m^1/2提高至9．8MPa·m^1/2，合金抗拉强度仍能保持在680MPa左右。经高温预析出处理后的7055合金晶间腐蚀、剥蚀敏感性降低，7055合金的剥蚀等级由EC降为EA-。同时，高温预析出处理使晶界析出相粗化显著、离散度增大，晶界平衡析出相的Cu含量为60．18at％，且晶界析出相Cu含量提高。     

拉应力条件下微弧氧化膜对铝合金腐蚀及电化学行为的影响

为研究在拉应力条件下微弧氧化膜对铝合金腐蚀及电化学行为的影响,采用恒载荷应力环在3.5% NaCl溶液中研究了经微弧氧化（MAO）处理后的7050铝合金（AA7050）应力腐蚀行为。用原位电化学阻抗谱（EIS）的方法评价在拉应力条件下,膜层的腐蚀破坏随浸泡时间的变化,并建立了相应的等效电路模型。结果表明,在3.5% NaCl溶液中,微弧氧化膜在有无拉应力的条件下都可以提高AA7050的耐蚀性和减少AA7050的塑性损失。在400 MPa拉应力条件下,微弧氧化膜的阻抗在应力腐蚀的过程中呈现出先减小后增大,再减小最后趋于稳定的规律;另外,AA7050在有拉应力的条件下,拉应力会促进基体的点蚀形核,提高腐蚀速率,微弧氧化膜的疏松层在拉应力的作用下会失去对基体的保护作用。