本文關(guān)鍵詞：2198鋁鋰合金激光焊接接頭的腐蝕行為及機(jī)理研究

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【摘要】：2198鋁鋰合金具有低密度、高比強(qiáng)度、耐高溫、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是航空航天領(lǐng)域理想結(jié)構(gòu)材料。激光焊接技術(shù)是2198鋁鋰合金焊接的關(guān)鍵技術(shù)之一,其中接頭的耐腐蝕性能影響材料的安全及應(yīng)用,因此研究鋁鋰合金接頭的耐腐蝕性能具有現(xiàn)實(shí)意義。激光焊接接頭在腐蝕性的環(huán)境中易引起點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、剝落腐蝕等,這些腐蝕行為破壞金屬的組織結(jié)構(gòu),導(dǎo)致金屬的力學(xué)性能下降和使用壽命縮短等。迄今為止對2090、8090和1420鋁鋰合金腐蝕行為研究較多,目前對2198鋁鋰合金激光焊接接頭的耐腐蝕性能研究較少,因此本課題針對2198鋁鋰合金激光焊接填充不同焊絲的焊接接頭的腐蝕行為及腐蝕機(jī)理進(jìn)行了研究。研究表明,2198鋁鋰合金的腐蝕行為為點(diǎn)蝕。點(diǎn)蝕最先發(fā)生在析出相聚集區(qū),其中富銅區(qū)(Rich-Cu)是點(diǎn)蝕的引發(fā)點(diǎn);由于析出相與周圍基體存在價電位差ΔE,當(dāng)接觸到腐蝕介質(zhì)時會發(fā)生電偶腐蝕。研究發(fā)現(xiàn)2198鋁鋰合金在接觸到腐蝕液時存在析出相自我溶解和析出相周邊金屬溶解的兩種腐蝕行為。當(dāng)填充2319 Al-Cu焊絲激光焊接后,2198鋁鋰合金焊接接頭的腐蝕行為為晶間腐蝕。熔合線兩側(cè)為腐蝕薄弱地帶;晶界處存在Cu、Fe、Mg、Li等金屬元素混合偏析,結(jié)晶析出AlLi、θ'(Al2Cu)、Al6CuLi3、Al7Cu2Fe7等析出相;晶界偏析促進(jìn)電偶腐蝕,析出相的大小和分布影響了金屬電偶反應(yīng)的快慢。當(dāng)填充4047 Al-Si焊絲時,2198鋁鋰合金焊接接頭的腐蝕行為均勻腐蝕。Si元素起到促進(jìn)熔池流動,促進(jìn)熔池結(jié)晶析出Al-Si共晶化合物,如LiAlSi、Al3Li12Si4,促進(jìn)富銅相溶解,進(jìn)而細(xì)化晶粒,減小電偶腐蝕的陽極面積,降低對局部金屬的破壞;熱影響區(qū)在均勻腐蝕的基礎(chǔ)上夾雜著一些點(diǎn)蝕行為,在熔合線兩側(cè)點(diǎn)蝕較嚴(yán)重;當(dāng)腐蝕產(chǎn)物堆積在金屬表面,隔絕氧化性Cl-離子的侵蝕,降低了腐蝕速度。極化曲線及阻抗分析顯示,Al-Cu焊絲接頭接觸到腐蝕介質(zhì)時腐蝕電流密度最高、腐蝕電位最低,因而耐蝕性最差;由于晶界偏析引起的晶間腐蝕對接頭性能破壞嚴(yán)重,其中熔合線兩側(cè)的腐蝕速度最大,為最容易引起腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)。填充Al-Si焊絲接頭的耐蝕性最好,均勻腐蝕對Al-Si焊絲接頭的破壞性較小;相對母材基體,接頭耐蝕性能提高了。
【關(guān)鍵詞】：2198鋁鋰合金 激光焊接 微觀組織 腐蝕
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG456.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 鋁鋰合金的發(fā)展9-10
• 1.2 鋁鋰合金激光焊接的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 鋁鋰合金激光焊接接頭腐蝕性能的研究現(xiàn)狀11-17
• 1.4 本課題研究內(nèi)容17-19
• 第2章 試驗(yàn)材料及方法19-27
• 2.1 試驗(yàn)材料及焊接工藝19-21
• 2.2 金相試樣制備方法21-22
• 2.3 組織結(jié)構(gòu)表征方法22-23
• 2.3.1 光學(xué)顯微鏡觀察22
• 2.3.2 掃描電鏡及能譜分析22
• 2.3.3 X射線衍射分析22-23
• 2.3.4 透射電鏡分析23
• 2.4 腐蝕性能測試方法23-27
• 2.4.1 化學(xué)腐蝕測試法23-24
• 2.4.2 電化學(xué)腐蝕測試法24-27
• 第3章 2198鋁鋰合金焊接接頭腐蝕行為研究27-43
• 3.1 化學(xué)腐蝕測試分析27-32
• 3.1.1 2198鋁鋰合金的腐蝕行為28-29
• 3.1.2 填充Al-Cu焊絲接頭的腐蝕行為29-30
• 3.1.3 填充Al-Si焊絲接頭的腐蝕行為30-32
• 3.2 電化學(xué)腐蝕測試分析32-41
• 3.2.1 電化學(xué)開路電位測試32-33
• 3.2.2 電化學(xué)極化曲線測試33-38
• 3.2.3 電化學(xué)交流阻抗譜測試38-41
• 3.3 本章小結(jié)41-43
• 第4章 2198鋁鋰合金焊縫金屬腐蝕機(jī)理分析43-55
• 4.1 析出相及Rich-Cu相對母材腐蝕行為的影響43-47
• 4.2 晶界偏析對Al-Cu焊絲焊縫金屬腐蝕行為的影響47-51
• 4.3 Si元素對Al-Si焊絲焊縫金屬腐蝕行為的影響51-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加學(xué)術(shù)交流會情況61-63
• 致謝63

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