四种典型大气环境下7B50铝合金的腐蚀行为研究

目的 研究湿热海洋、干热沙漠、寒冷乡村、暖温高原四种典型大气环境对7B50铝合金腐蚀行为的影响.方法 采用户外大气自然环境暴露试验,通过宏观腐蚀形貌分析、金相显微形貌分析、腐蚀深度分析和拉伸性能分析,对比研究7B50-T7751和7B50-T77511两种铝合金在不同大气环境中的腐蚀行为和规律.结果 暴露试验周期为3 a时,7B50-T7751铝合金在湿热海洋大气环境中腐蚀严重,局部最大腐蚀深度为166μm,抗拉强度和断后伸长率分别下降了5％和25％;在干热沙漠大气环境下腐蚀较重,局部最大腐蚀深度为44μm;在寒冷乡村、暖温高原大气环境下未见明显腐蚀.7B50-T77511铝合金在四种典型大气环境下均表现出明显腐蚀,局部最大腐蚀深度分别为141、80、42、29μm.结论 两种7B50铝合金在典型大气环境中表现出不同的耐蚀性,在微观上均表现为点蚀和晶间腐蚀的混合腐蚀,具有明显的晶间腐蚀和剥蚀倾向.两种铝合金暴露在相同大气环境中时,7B50-T7751板材耐蚀性较7B50-T77511型材略好.     

7B04铝合金海洋性大气腐蚀研究

通过在青岛和海南开展的7B04铝合金户外大气暴露试验,利用失重分析、形貌观察、断面分析和电化学交流阻抗谱等研究了7B04铝合金在海洋性大气环境中的腐蚀动力学规律和腐蚀特征。结果表明,在青岛和海南等海洋性大气环境中,7B04铝合金腐蚀初期以点蚀形式萌生,随后向均匀腐蚀发展;腐蚀过程均经历了腐蚀速率由高到低的过程,且腐蚀失重与时间的关系均可用幂函数显著回归;电化学阻抗谱分析表明当腐蚀产物足够厚时,7B04铝合金海洋性大气腐蚀的电化学过程由侵蚀性离子的扩散步骤来控制。     

电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

通过自然暴露试验,研究了航空钢结构常用的电镀Cd层在我国南部热带海洋大气环境中的腐蚀行为。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了电镀Cd层的表面微观结构和腐蚀形貌;采用电化学交流阻抗谱(EIS)表征了电镀Cd层在腐蚀介质中的表面细微结构及其在自然暴露过程中的变化规律,分析了镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀过程和腐蚀机理。研究发现,电镀Cd层在海洋大气环境中的腐蚀主要包括含Cr钝化膜的局部破损和镀层本身的腐蚀两个方面,电镀Cd层的腐蚀产物膜能够有效抑制腐蚀扩展。相对于近海户外大气环境,海洋平台户外的高湿度和高盐分大气环境对含Cr钝化膜的穿透性更强,对镀Cd层的腐蚀更加严重。     

两种典型大气环境下7A85铝合金的腐蚀行为研究

目的研究湿热海洋、干热沙漠两种典型大气环境对7A85铝合金腐蚀行为的影响。方法在万宁、敦煌两种典型环境中开展7A85铝合金大气暴露试验,利用金相显微镜分析7A85铝合金在我国两种典型大气环境中的腐蚀特征,定期测试该材料的拉伸强度和腐蚀深度。结果暴露3 a,7A85铝合金湿热海洋、干热沙漠两种典型大气环境中的最大腐蚀深度分别为254、90μm,抗拉强度分别下降了18%和5%,断后伸长率分别下降了72%和22%。结论 7A85铝合金暴露于相对湿度较低的干热沙漠环境,表面形成的腐蚀产物膜会阻止腐蚀的进一步发生;暴露于湿热海洋大气环境,随暴露时间的延长,7A85铝合金腐蚀逐渐加深。     

海洋大气环境对铝合金电连接器壳体腐蚀及电气性能影响

目的研究海洋大气环境对2A12和6061铝合金电连接器性能的影响。方法开展2A12和6061铝合金电连接器在海南万宁试验站4 a棚下暴露试验,通过宏微观形貌观察和电气性能测试对比分析两种铝合金电连接器壳体的腐蚀差异和电气性能变化。结果两种铝合金电连接器壳体均出现镀层鼓泡、剥落和基体腐蚀,6061铝合金电连接器壳体腐蚀程度高于2A12铝合金电连接器。2A12铝合金基体发生点蚀和晶间腐蚀,6061铝合金基体发生剥蚀,基体腐蚀产物堆积,导致镀镍层开裂剥落,进而失去防护作用。相对于导通性能、耐压强度,电连接器的绝缘电阻对海洋大气环境更为敏感。结论铝合金化学镀镍壳体电连接器在热带海洋大气环境下不适宜长期使用。     

固体颗粒沉积对7B04 铝合金初期大气腐蚀行为的影响

目的研究Na Cl,C,Si O2三种固体颗粒对7B04铝合金初期大气腐蚀行为的影响。方法通过对三种固体颗粒沉积试样进行户内暴露试验,结合质量增量测试、腐蚀形貌观察、微区电化学测试等手段研究7B04铝合金在不同固体颗粒沉积下的初期腐蚀行为。结果经过不同周期暴露试验后,Na Cl与Si O2颗粒沉积7B04铝合金在腐蚀初期即有点蚀萌生,且腐蚀质量增量随暴露时间呈上升趋势;C颗粒沉积7B04铝合金在暴露后期出现少量点蚀,无明显腐蚀质量增量。三种颗粒沉积后7B04铝合金表面电位呈不均匀分布,并随暴露时间的增加,电位分布发生了变化。结论在25℃,RH为95%条件下,Na Cl与Si O2颗粒沉积均可诱发7B04铝合金的大气腐蚀,而C颗粒沉积则无诱发作用。     

7A52铝合金海洋大气环境试验与室内加速试验的相关性研究

通过海南万宁试验站7年环境试验,积累了7A52铝合金环境1—7年海洋大气暴露试验数据,总结了7A52铝合金海洋大气环境试验腐蚀规律,拟合了7A52铝合金的海洋大气腐蚀失重曲线,开展了室内加速试验研究和相关性分析工作。研究发现用y=A2+(A1-A2)/(1+exp((x-x0)/dx))对7A52铝合金的海洋大气环境腐蚀失重曲线进行拟合可以表现出万宁海洋大气标准场的失重速率的变化趋势;7A52铝合金室内加速方法与7A52铝合金在万宁标准场海洋大气环境试验具有较好相关关系;7A52铝合金万宁标准场环境试验和室内加速试验腐蚀失重可建立相关关系式,模型误差小于12%。     

高强度铝合金典型沿海地区腐蚀行为加速试验方法研究

目的构建适用于高强度铝合金在某工业海洋性气候地区的加速腐蚀试验方法。方法选用飞机结构用典型高强度铝合金7B04-T6为试验材料,进行实验室加速腐蚀试验与某工业地区海洋大气环境曝晒试验,并对试验后的试样进行疲劳性能评价。通过平均腐蚀速率测试、腐蚀形态特征观察、疲劳断口特征分析,腐蚀加速倍率计算,对两种形式腐蚀铝合金的腐蚀机理和疲劳破坏行为等进行综合对比。结果经历实验室加速腐蚀试验与海洋大气环境曝晒试验后,7B04-T6铝合金的质量损失率基本相等,腐蚀形貌相近,疲劳断口特征一致,因而两种腐蚀模式一致,机理相同。结论所编制的实验室加速环境谱与试验方法,能够较好地用于某工业海洋性气候地区高强度铝合金材料和结构的环境损伤加速试验,实验室与外场海洋大气环境曝晒试验的加速比为97.64。     

7B04铝合金和30CrMnSiA钢短期腐蚀的电化学行为研究

目的研究7B04铝合金和30CrMnSiA合金钢试样的电化学性能。方法采用电化学实验、扫描电子显微镜(SEM)、腐蚀坑深度测试分别对7B04铝合金和30CrMnSiA合金钢试样在是否经过天然海水浸泡的情况下进行测试分析,得到微观腐蚀形貌和腐蚀坑深度以及试样表面不带锈和带锈时的电化学性能。结果随着Na Cl浓度增大,7B04铝合金和30CrMnSiA钢的自腐蚀电流变大,两者之间存在明显的电位差,接触后会发生电偶腐蚀。电偶电流与阴阳极面积比和Na Cl浓度有关,阴阳极面积比增大或Na Cl浓度升高均会导致电偶效应增强。经过海水短期浸泡后,7B04铝合金表面的锈层不仅没有起到抑制腐蚀的作用,反而使自腐蚀加重,但电偶效应确实有所减弱。结论沿海设备在使用过程中应竭力避免铝合金在锈层下工作。     

涂膜下铝合金的丝状腐蚀

对铝合金汽车轮毂在海南万宁试验站进行为期24个月的棚下 和户外暴露试验,发现涂膜下铝合金发生丝状腐蚀。对涂膜下铝合金 丝状腐蚀的几个特点、类型、形成过程和影响因素进行了分析和讨 论。     

西沙海洋大气环境中典型材料腐蚀形貌识别

目的获得西沙海洋大气环境中典型材料的表面腐蚀形貌参数,分析其腐蚀规律。方法采用室外大气暴露试验,研究5052铝合金、304不锈钢和EH36低合金钢在西沙海洋大气环境中的腐蚀形貌及腐蚀规律,并采用图像数字处理方法识别试样表面腐蚀特征。结果 EH36钢的大气腐蚀形貌以均匀腐蚀和腐蚀坑为主,而5052铝合金以及304不锈钢以点蚀为主,EH36低合金钢的腐蚀速率明显高于5052铝合金和304不锈钢。三种典型材料腐蚀面积百分比与腐蚀坑面积百分比的变化趋势相同,5052铝合金和EH36低合金钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与二者腐蚀速率变化规律一致,而304不锈钢的腐蚀面积百分比和腐蚀坑面积百分比与其腐蚀速率变化规律相反。5052铝合金和EH36低合金钢1年周期试样的腐蚀坑数目均大于2年周期试样,而对于304不锈钢,1年周期试样的腐蚀坑数目与2年周期试样差别不大。结论西沙大气环境中,三种典型材料的腐蚀速率、腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比均有明显不同,对同一种材料,其正面的腐蚀面积百分比、腐蚀坑面积百分比、腐蚀坑数与背面也有较大差别。     

舱外设备箱体模拟海洋大气环境中的加速腐蚀试验与结果分析

目的 研究模拟海洋大气环境对舱外设备箱体腐蚀行为的影响,为快速评价舱外设备箱体原材料、原结构、原表面技术状态改进优劣提供技术和方法支撑。方法 根据XX舱外设备箱体实际服役环境剖面、腐蚀损伤状况,制定含海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟海洋大气环境加速谱,运用外观、扫描电镜（SEM）、金相显微镜、X射线能谱（EDS）等表征技术,研究设备箱体在12个循环周期的宏微观形貌和腐蚀产物元素含量分布,并对标准金属铝和钢的同步实验室试验与XX近海户外自然环境下的腐蚀效应进行对比。结果 12个循环周期结束后,底座铝合金严重腐蚀,呈现明显的晶间腐蚀,并产生大量腐蚀产物,腐蚀产物主要含有O、Na、Al、Si、Cl、Ca、Mn、Fe等元素,其腐蚀形貌及程度与实际服役5 a的底座一致。标准金属铝和钢加速试验120 d的腐蚀效应分别等效XX近海大气试验4.65 a和10.57 a。结论 海水模拟、湿热、维护保养及检查阶段等3个模块的实验室模拟循环试验能较好地模拟XX舱外设备箱体经历的环境,其腐蚀与实际服役环境下的腐蚀程度相近,实现了基于短期内完成3～5 a的海洋运行验证。     

典型螺栓/螺母装配件湿热海洋大气环境适应性研究

目的 研究典型螺栓/螺母装配件在湿热海洋大气环境下的适应性.方法 在万宁大气环境试验站开展螺栓/螺母装配件为期24个月的户外暴露试验,通过环境扫描电镜(SEM)、电化学试验、力矩测试,研究螺栓/螺母装配件在我国湿热海洋大气环境中的腐蚀行为和力矩变化规律.结果 装配件组合30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀镉钝化螺母(组合A)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与30CrMnSiA镀锌钝化螺母(组合B)、30CrMnSiA镀镉钝化螺栓与0Cr16Ni6钝化螺母(组合C)对应的电偶腐蚀电流分别约为0.6、37、100μA,装配状态下组合C户外暴露24个月后最大拧出力矩增加53％.结论 装配导致的电偶腐蚀效应对螺栓/螺母紧固件的性能变化具有明显影响,非装配状态下30CrMnSiA镀镉钝化螺栓在万宁户外暴露期间没有出现基体腐蚀现象,而装配状态下组合C在万宁户外暴露期间出现较为严重的基体锈蚀,造成在户外暴露期间最大拧出力矩呈不断增加趋势.     

航空用2D12铝合金在海洋大气环境中的腐蚀行为研究

在海南万宁试验站开展2D12铝合金海洋大气暴露试验,通过质量损失分析、力学性能分析和金相显微形貌分析,研究了2D12铝合金在海洋大气环境中腐蚀的规律和行为。结果表明,2D12铝合金的腐蚀质量损失与暴露时间的关系可用幂函数回归;随暴露时间的延长,2D12铝合金的抗拉强度先下降、后趋于平稳,断后伸长率则逐渐降低;金相显微分析表明,2D12铝合金的腐蚀由初始的点蚀逐渐发展成晶间腐蚀。     

热带海洋环境中5083铝合金腐蚀行为研究

目的 研究某岛礁不同海洋区带环境中5083铝合金的腐蚀规律。方法 在某岛礁进行海洋多区带腐蚀试验,利用表面微观形貌观测、腐蚀产物分析、质量损失测试及点蚀深度测量等手段,对比分析铝合金在不同海洋区带中的腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度。结果 5083铝合金在某岛礁海洋全浸区带环境中的腐蚀速率最大,大气区带中的腐蚀速率最小,在潮差区带的腐蚀速率介于二者之间。试样在海洋不同区带主要发生局部腐蚀,大气区试样的最大点蚀深度最大,而潮差区试样的最大点蚀深度最小。在不同海洋区带,铝合金腐蚀产物和附着物的混合物中均含有钙元素,大气区钙元素含量远低于潮差区和全浸区,潮差区和全浸区铝合金表面的腐蚀产物和附着物混合物中主要含有CaCO_(3)、CaSiO_(3)和Al_(2)O_(3)。结论 不同海洋区带环境中,5083铝合金的腐蚀速率差别较大,潮差区和全浸区材料表面附着大量污损生物和矿物质。     

电镀锌镍合金与热渗锌涂层热带海洋大气环境腐蚀规律对比分析

目的 解决钢铁表面金属涂层在热带海洋大气环境中易腐蚀损伤或失效的问题，选择对热带海洋大气环境耐腐蚀性能优良的金属涂层，提高钢铁工件的使用寿命。方法 在某热带海域进行户外暴露试验，对钢铁试片电镀锌镍合金和热渗锌2种金属涂层的腐蚀规律进行研究。通过扫描电镜、X射线能谱仪、光学显微镜、划格试验等，对锌镍合金镀层和热渗锌涂层的表面形貌、化学成分、截面形貌、涂层厚度及附着力等分别进行观察与测试。结果 电镀锌镍合金镀层主要发生选择性腐蚀和点蚀，在720 d内具有较好的腐蚀防护性能。热渗锌层以均匀腐蚀为主，涂层微裂纹促进了腐蚀，在90 d内基体无腐蚀，360~720 d涂层的腐蚀速率较快。结论 在采用的2种金属涂层工艺中，电镀锌镍合金镀层的耐腐蚀性能远优于热渗锌涂层。相对于该热渗锌涂层，电镀锌镍合金镀层更加适合作为钢铁工件金属涂层在该海域大气环境中长期使用。