Page 30 - 理化检验-物理分册2024年第三期

王建军, 等: 不同温度下 6082 铝合金的抗应力腐蚀性能

2.2 慢应变速率拉伸性能 抗拉强 度 的 下 降 幅 度 远 大 于 空 气 中。 说 明 6082

6082 铝合金在不同温度( 70 ℃ 和 50 ℃ ) 下的 铝合金在 70 ℃ , 3.5%NaCl溶 液 中 存 在 一 定 的 应
慢应变速率拉伸试验结果如表 2 所示。由表 2 可 力腐蚀敏感性, 在 50 ℃ , 3.5%NaCl溶液中对应力

知: 在 70 ℃ 条件下, 试样在 3.5%NaCl溶液与干燥 腐蚀不敏感。

空气中断裂时间的比值和断后伸长率的比值均大于 2.3 断口分析
为 6.6% ,
95% , 抗拉强度的比值仅为 93.1% , I SSRT 经慢应变速率拉伸试验后, 各试样断口的 SEM

超过了 5% ; 在 50 ℃ 条件下, 试 样 在 3.5%NaCl溶 分析结果如图 3 所示。由图 3 可知: 在不同环境下,
液与 干 燥 空 气 中 的 各 项 力 学 性 能 比 值 均 大 于 试样断口形貌相差不大, 中心区域均呈韧窝特征, 表
为 2.3% 。在 相 同 介 质 环 境 下, 随 着 温 面区域均呈剪切韧窝特征, 未观察到脆性特征和二
95% , I SSRT
度的升高, 拉伸时间和断后伸长率增大, 抗拉强度 次裂纹, 表明 6082 铝合金在两种温度下均无应力腐
减小, 在 70 ℃ 条 件 下, 试 样 在 3.5% NaCl溶 液 中 蚀敏感性。

表 2 6082 铝合金试样在 70 ℃ 和 50 ℃ 下的慢应变速率拉伸试验结果

断裂时 断裂时间 抗拉强度 / 抗拉强度比 断后伸长 断后伸长率
/
试验温度 / ℃ 试验环境 I SSRT %
间 / h 比值 / % MPa 值 / % 率 / % 比值 %
70 3.5%NaCl溶液 46.2 98.9 266.7 93.1 14.9 102.3 6.6
70 干燥空气 46.7 98.9 286.3 93.1 14.5 102.3 6.6
50 3.5%NaCl溶液 37.3 96.9 290.0 97.9 12.1 98.4 2.3
50 干燥空气 38.5 96.9 296.3 97.9 12.3 98.4 2.3
增大。扫描
3 综合分析
蚀溶液中强度下降幅度较大, 造成I SSRT
电镜分析结果显示, 试样中未观察到应力腐蚀裂纹
钝化膜, 可 仅为 6.6% , 接近 5% , 表明
铝合金表面存在一层致密的 Al 2O 3 和脆性特征, 结合I SSRT
有效阻挡腐蚀环境的侵蚀, 钝化膜致密性直接影响 在两种温度下, 材料在中性 3.5%NaCl溶液中均不
合金的耐腐蚀性。试验合金中 M g 元素和 Si元素 存在应力腐蚀敏感性。由 TEM 分析结果可知, 晶
的质量比为 0.86 , Si元素含量较多, 因此, 材料除了 内析出弥散分布的 M g 2 Si相, 拉伸变形过程中主要
形成强化相 M g 2 Si外, 还形成了 AlFeMnSi以及单 是位错绕过机制, 不易形成微裂纹 [ 17 ] 。沿晶析出的
质 Si粒子。钝化膜的质量与膜层下方金属的状态 M g 2 Si相尺寸较小且不连续, 未见明显的沉淀析出
有关, 晶界和晶内的化学成分存在差异, 其膜层性能 带, 在拉应力作用下, 不能形成连续的沿晶腐蚀通
也存在差异, 使铝合金在混合酸溶液中腐蚀时晶界 道, 因此, 材料具有较好的抗应力腐蚀性能。
优先 显 现。 晶 界 局 部 区 域 析 出 了 M g 2 Si 粒 子, 在中性环境下, 原电池阴极主要发生吸氧腐蚀,

M g 2 Si的自腐蚀电位为 -1.16V ( 饱和汞电极), Al 与阳极溶解扩散到阴极附近的阳离子结合, 生成絮

基体的自腐蚀电位为 -0.78V ( 饱和汞电极), 晶内 状腐蚀产物 Al ( OH )。随着温度升高, 溶液中氧元
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或晶界局 部 区 域 析 出 了 含 AlFeMnSi的 第 二 相 粒 素含量下降, 一方面降低了钝化膜形成速率, 另一方
子, 自腐蚀电位正于 Al基体, 这些区域的粒子与基 面削弱了吸氧腐蚀, 扩散系数增大, 提高了 Cl 的活
-
体的化学特性存在差异, 导致钝化膜性质存在差异, 性, 在整个试样表面同时发生原电池反应, 此时阴极
主要表现为钝化膜变薄, 致密性变差。在 Cl 环境 反应中析氢反应比例大幅增加, 使铝合金表面发生
-
下, 试样表面局部区域会形成微电池, 即含有上述第 一定程度的均匀减薄, 导致试样承载力下降。
二相粒子处成为阳极, 而其周边钝化膜性能较好区
4 结论
域成为阴极, 阳极发生溶解 [ 16 ] , 局部区域开始形成
细小的点蚀坑。在应力作用下, 点蚀坑底部开始形 ( 1 )在 3.5%NaCl溶液中, 当温度为 70 ℃ 时,

成微裂纹, 若点蚀处位于晶界, 会导致裂纹迅速沿晶 为 6.6% , 当温度为 50 ℃

6082铝合金试样的I SSRT
扩展, 材料表现为应力腐蚀敏感性。 时, 6082 铝合金试样的I SSRT 为 2.3% , 试样断口均
由上述试验结果可以看出, 6082 铝合金板材在 无应力腐蚀特征, 材料在两种温度下的 3.5%NaCl

为 溶液中均无应力腐蚀敏感性。
70 ℃ 下 的 I SSRT 为 6.6% , 在 50 ℃ 下 的 I SSRT
明显增大, 原因是腐 ( 2 ) 6082 铝 合 金 晶 内 析 出 弥 散 分 布 的 细 小

2.3% , 随着温度的升高, I SSRT
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