Al-7%Si-0.3%Mg鑄造鋁合金具有良好的機械性能并且易于鑄造成型,可以在其中添加其他合金元素并通過熱處理控制析出相的種類和數(shù)目從而改善其強度,達到可以用于取代汽車工業(yè)應用中的傳統(tǒng)鋼鐵材料的標準,有效的減輕汽車的自重,起到節(jié)能減排的作用。但是同時汽車鋁合金零件通常暴露在比較嚴苛的物理化學環(huán)境中,對鋁合金的耐腐蝕能力有比較高的要求,因此研究添加元素對于鋁合金的耐腐蝕能力影響十分有必要。本文具體采用Al-7%Si-0.3%Mg、Al-7%Si-0.3%Mg-0.3%Cr、Al-7%Si-0.3%Mg-1.5%Cu三種鑄造鋁合金研究了Cr和Cu元素的添加對鋁合金耐腐蝕能力造成的影響。利用了電化學工作站三電極系統(tǒng)、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和能譜分析儀等技術系統(tǒng)的研究了不同添加元素對不同熱處理狀態(tài)的鋁合金腐蝕過程中腐蝕電位、腐蝕速率、表面微觀結構等結果的影響。添加元素的作用也取決于鋁合金人工時效的狀態(tài)。處于機械強度最高的峰時效樣品對腐蝕作用最敏感。Cr的加入提高了Al-7%Si-0.3%Mg的耐腐蝕能力,對于不同人工時效狀態(tài)可以將腐蝕速率降低12.8%至58.4%不等,對于峰時效樣品... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

五十年來車用鋁合金用量變化

上海交通大學碩士學位論文3另外，可以通過在該系列鋁合金中添加其他化學元素進行合金化，再進行不同的熱處理的辦法，來改變合金的物理和化學性能使其滿足于不同的應用需求。A356鋁合金是在Al-Si二元合金的基礎上添加少量Mg元素形成強化相的鋁合金。如下圖1-2所示，Al-Si合金是二元共晶合金，在577°C時形成共晶合金Al-12.2at%Si。Al-Si鑄造合金的性能主要取決于α-Al相，共晶硅，初生硅，金屬間化合物的晶粒形態(tài)，大小和分布情況[5]。然而Si元素的添加容易使得合金在共晶過程中形成針片狀結構，同時在尖端和邊角部位產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象，從而嚴重影響Al-Si合金的性能，無法滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求。因此需要添加變質元素Mg來提高合金的強度和塑性。由于Mg元素的添加形成加強析出相，使得該牌號鋁合金變?yōu)楹屯ㄟ^熱處理強化的合金，從而成為汽車鋁合金的理想選擇。圖1-2Al-Si二元相圖Fig.1-2PhasediagramofAl-Si1.3鋁合金的腐蝕機理和防護方法A356壓鑄鋁合金經(jīng)過添加元素進行變質處理，固溶淬火均勻化和人工時效處理后機械強度滿足了汽車配件的要求。但是同時由于發(fā)動機蓋等部位時刻暴露在比較易產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象的環(huán)境中，例如溫度、濕度、壓力等比較高或者存在污染源等因素，汽車鋁合金的腐蝕防護問題也應該得到足夠的重視。如果腐蝕防護不得當，鋁合金依然滿足不了汽車用的安全條件。

第一章緒論41.3.1腐蝕機理金屬鋁易與多種化學物質發(fā)生反應，與空氣中的氧氣接觸后可以生成厚度約為1nm的致密的氧化鋁薄膜，可以保護內部金屬不被進一步氧化腐蝕。因此鋁的耐腐蝕能力主要由氧化膜對內部的保護能力有關[6,7]。鋁合金腐蝕主要原因是大氣腐蝕，最為常見的是海洋性大氣腐蝕[8]，因此研究大氣腐蝕的機理顯得尤為重要。大氣腐蝕是指空氣中的水分，氧氣以及腐蝕性物質，包括氯化鈉，二氧化碳，二氧化硫等，通過共同作用對鋁合金造成的腐蝕，屬于電化學腐蝕的一種。在其他條件相同的情況下，腐蝕速率隨著腐蝕性物質的濃度增加和溫度上升而增大[9]。圖1-3鋁合金點蝕的三種產(chǎn)生機制，(a)離子侵蝕穿透機制，(b)氧原子吸附機制，(c)氧化膜破裂機制Fig.1-3ThreemechanismsofpittinginitiationofAluminumalloys,(a)penetration,(b)adsorption,(c)filmbreaking[10]

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本文編號：3220525