2014鋁合金晶間腐蝕的研究

許璐迪+涂景輝+王瑞楠+覃瑤+董立新

摘 要 本實驗著重研究NaOH溶液在去除2014鋁合金試樣表面Al2O3過程中，對試樣晶間腐蝕的影響。NaOH溶液既能與Al2O3反應，也可以與鋁反應，當用NaOH溶液清洗試樣時間過長時，試樣表面的鋁過多的與NaOH溶液反應，使試樣表面凹凸不平，造成損傷，表面缺陷增多，從而加重試樣晶間腐蝕程度。故在研究2014鋁合金晶間腐蝕試驗中應減少NaOH溶液清洗的時間。

關鍵詞 2014鋁合金；NaOH溶液；晶間腐蝕

中圖分類號：TG292 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）07-0070-01

2014鋁合金屬于Al-Cu-Mg-Si系鋁合金，2014鋁合金屬于高強度的鋁合金，它具有較高的強度以及硬度，還具有較好的塑性和韌性。因而廣泛應用于航空航天領域，近幾年也廣泛用在高鐵的事業上。但是2014鋁合金熱處理后會出現不同程度的晶間腐蝕，大大限制了2014鋁合金的應用。所以研究2014鋁合金的晶間腐蝕將會有非常大的工程意義。

1 實驗假設和實驗目的

本實驗著重研究NaOH溶液在去除2014鋁合金試樣表面Al2O3過程中，對試樣晶間腐蝕的影響。在進行鋁合金晶間腐蝕實驗中，第一步需要用NaOH溶液去除試樣表面的Al2O3，以去除腐蝕過程中Al2O3對基體的保護作用。但是NaOH溶液既可以與表面的Al2O3反應，2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+HO2；也可以與基體的鋁反應，2NaOH+2Al+2HO2==2NaAlO2+3H2。所以試樣在NaOH溶液中清洗的時間是一個需要研究的課題，清洗時間過長也許會使試樣表面的鋁過多的與NaOH溶液反應，使試樣表面凹凸不平，造成損傷，表面缺陷增多，從而加重試樣晶間腐蝕程度。因此，我們進行了NaOH溶液清洗2014鋁合金時間長短不同對晶間腐蝕程度的影響實驗，以驗證我們的假設。

2 實驗器材和方法

2.1 實驗裝置和試劑

裝置：金相顯微鏡，拋光機，恒溫設備。

試劑：10%的NaOH溶液，6.5%的HNO3溶液，10%的NaCl溶液。

2.2 實驗材料

本實驗用到的是2014鋁合金軋制板材，其化學成分見表1。我們將購買的板材切割成若干個小塊，小試樣的形狀為母指大小的長方體，然后進行表面細磨和拋光，備用。

2.3 實驗方法

我們先對小試樣進行了熱處理，經過熱處理后的試樣會沿晶界產生析出物，其抗晶間腐蝕性能會下降，試樣容易沿著晶界腐蝕進去。熱處理的工藝為：505℃*80 min固溶處理+水冷+160℃*12 h時效處理+200℃*15 min回歸處理+水冷+160℃*12 h時效處理。然后進行分組實驗，每組有6塊小試樣，第一組試樣進行2分鐘的NaOH溶液浸泡清洗，第二組試樣進行5分鐘的NaOH溶液浸泡清洗。取出試樣用水洗凈，再進行6.5%的HNO3溶液短時間清洗，最后再用水洗凈后進行晶間腐蝕實驗，將所有試樣懸掛在10%的NaCl溶液中進行水浴加熱，溫度維持在35℃，進行12小時的晶間腐蝕[2]。最后進行金相組織觀察，對比實驗結果。

3 實驗結果和分析

3.1 實驗結果

將兩組試樣分別進行金相組織觀察，可明顯觀察到兩組試樣的晶間腐蝕程度有差別，第一組試樣進行2分鐘的NaOH溶液浸泡清洗，其晶間腐蝕的深度較淺，數量也較少，表明晶間腐蝕程度低，圖1為較清晰的一張晶間腐蝕照片。第二組試樣進行5分鐘的NaOH溶液浸泡清洗，其晶間腐蝕深度較深，數量有所增加，表明晶間腐蝕程度增加，圖2為較清晰的一張晶間腐蝕照片。

圖1 2014鋁合金NaOH溶液浸泡清洗2分鐘晶間腐蝕照片（100倍）

圖2 2014鋁合金NaOH溶液浸泡清洗5分鐘晶間腐蝕照片（100倍）

3.2 實驗分析

實驗結果表明用NaOH溶液浸泡清洗鋁合金5分鐘會明顯增大試樣的晶間腐蝕程度，其晶間腐蝕的深度增加，數量也增多了。表明在用NaOH溶液浸泡清洗的過程中，NaOH溶液確實與試樣基體的鋁發生反應，并且時間過長，會使試樣表面凹凸不平，造成損傷，表面缺陷增多，從而加重了試樣的晶間腐蝕程度，使2014鋁合金的抗晶間腐蝕性能下降。我們總結出在進行2014鋁合金晶間腐蝕試驗時，應盡量減少NaOH溶液浸泡清洗鋁合金的時間，不超過2分鐘為宜以減弱NaOH溶液對試樣表面的損傷。

基金項目

西南交通大學大學生科研訓練計劃項目資助。

研究課題：2014鋁合金回歸處理的組織與性能分析

項目編號：校級SRTP項目131002

參考文獻

[1]張永超，陳文思，李春宇，劉亮，董立新.時效處理對7A04鋁合金晶間腐蝕性能的影響[J].鋁加工，2013（1）：10-12.

作者簡介

許璐迪（1991-），男，漢族，河南靈寶人，西南交通大學本科三年級，材料科學與工程專業。endprint