【摘要】：本課題以高速列車常用車體材料A7N01S-T5鋁合金為研究對象,經(jīng)固溶處理后,進(jìn)行了不同的時效處理,包括峰值時效(T6)、過時效(T74)、回歸再時效(RRA),研究不同時效狀態(tài)合金的力學(xué)性能和腐蝕性能,并研究回歸過程中溫度及時間對A7N01鋁合金的力學(xué)性能和腐蝕性能的影響,通過微觀組織尤其是晶粒、析出相的觀察,分析時效制度對A7N01S-T5鋁合金力學(xué)性能及腐蝕性能的影響機(jī)制。試驗結(jié)果表明,經(jīng)T6處理后,A7N01鋁合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到峰值,為440MPa,屈服強(qiáng)度為356MPa;經(jīng)RRA處理后,合金的抗拉強(qiáng)度為470.47MPa,較T6狀態(tài)提升了6.85%,屈服強(qiáng)度提升了18.69%;經(jīng)T74處理后,合金的抗拉強(qiáng)度為409MPa,較T6狀態(tài)降低了7.03%,屈服強(qiáng)度降低了4.83%;T74處理后合金的抗拉強(qiáng)度較RRA狀態(tài)降低了12.99%,屈服強(qiáng)度降低了19.81%。三種時效狀態(tài)合金的晶粒都是沿著軋制方向的條帶狀,T74狀態(tài)的晶粒最細(xì)小,T6狀態(tài)晶粒最大,RRA狀態(tài)晶粒大小略小于T6狀態(tài),晶界處分布有大顆粒黑色雜質(zhì)相。T74和RRA狀態(tài)的試樣的小角度晶界占比少于T6試樣,大晶界角度的占比相近。T74狀態(tài)合金的晶內(nèi)析出相尺寸最大,且析出相分布密度最小,這使得其強(qiáng)度顯著降低。經(jīng)一系列電化學(xué)測試可知,在開路情況下,耐蝕傾向順序為T74RRAT6,T74狀態(tài)合金的Icorr最小為4.8749×10~(-6)A/cm~2,T6狀態(tài)合金的Icorr最大為4.1138×10~(-5)A/cm~2,不同狀態(tài)合金的自腐蝕電流密度由大到小為T6RRAT74。在電化學(xué)阻抗譜中可以看出,T74合金的阻抗譜沒有出現(xiàn)感抗弧,這說明T74狀態(tài)合金發(fā)生點(diǎn)蝕時間晚于T6和RRA合金,且其R_t值最大,T6合金的R_t值最小,故T74合金耐蝕性能最好,T6狀態(tài)耐蝕性最差。電化學(xué)噪聲時域譜說明在晶間腐蝕溶液中鋁合金氧化膜的破裂與修復(fù)交替進(jìn)行,最初發(fā)生點(diǎn)蝕,然后點(diǎn)蝕轉(zhuǎn)變?yōu)榫чg腐蝕,期間腐蝕產(chǎn)物在試樣的蝕孔中堆積降低了金屬與溶液間離子交換率,使得反應(yīng)速度降低,后期腐蝕產(chǎn)物脫落,腐蝕反應(yīng)速度增大,尤其是T6狀態(tài)合金腐蝕情況最嚴(yán)重,出現(xiàn)裂蝕現(xiàn)象。T6狀態(tài)合金的晶界析出相呈連續(xù)鏈狀分布,且晶界兩側(cè)的晶界無析出帶(PFZ)很窄,由于晶界和基體之間的電化學(xué)差異,晶界會優(yōu)先開始腐蝕,晶界上會沿著析出相形成一條腐蝕通道,加速晶界腐蝕的發(fā)生,而T74和RRA狀態(tài)合金的晶界析出相尺寸都較大且呈斷續(xù)點(diǎn)狀分布,且晶界兩側(cè)分布有明顯的PFZ,這使得晶界上的腐蝕通道難以形成,腐蝕電流密度也降低。對于不同回歸溫度和時間的RRA狀態(tài)的A7N01鋁合金來說,當(dāng)回歸溫度相同時,隨著回歸時間的延長,A7N01鋁合金的硬度和強(qiáng)度逐漸下降,回歸溫度越高,強(qiáng)度和硬度下降速度越快,且原先較大的再結(jié)晶晶粒逐漸變大,小角度晶界數(shù)量逐漸變多,晶粒內(nèi)部的析出相的平均尺寸變大;當(dāng)回歸時間相同時,隨著回歸溫度的升高,晶粒內(nèi)部的析出相的平均尺寸略微增大,分布密度降低,這顯著降低了合金的強(qiáng)度。在浸泡96h之后200°C-1h試樣的噪聲電阻R_n小于200°C-2h試樣,說明回歸溫度相同時,回歸時間越長,試樣在腐蝕后期的腐蝕活性越低。230°C-40min試樣的R_n值一直小于250°C-40min試樣,這說明當(dāng)回歸時間相同時,回歸溫度越高,再時效后試樣的耐蝕性越好。回歸溫度越高、回歸時間越長,合金晶界上的析出相大小、間隙以及PFZ寬度越大,晶界上的析出相不能為晶間腐蝕形成腐蝕通道,腐蝕電流密度由于PFZ的存在降低,使得合金的耐腐蝕性能變好。
【圖文】：

圖 1-1 回歸再時效組織變化示意圖(a)峰值時效(b)回歸處理(c)二次峰值時效 處理實(shí)際上是三級時效。如圖 1-1(a)所示，第一級時效后在晶內(nèi)形分布的 η’相共格析出物，并沿晶界形成尺寸較大的鏈狀 η 相非共格的回歸加熱時，由于晶內(nèi)析出的 η’相在回歸溫度下不穩(wěn)定，會發(fā)生合金的強(qiáng)度，而分布在晶界的部分 η 相聚集在一起，不再呈鏈狀分類似 T74 狀態(tài)的組織，如圖(b)所示。再時效處理使合金達(dá)到最大強(qiáng)出細(xì)小而彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)，而晶界較回歸狀態(tài)幾乎不發(fā)生變化，經(jīng)過完整的回歸再時效處理后，在晶內(nèi)形成了如同 T6 狀態(tài)的組織，74 狀態(tài)的組織。這種組織的形成，使合金獲得了高強(qiáng)度、高抗應(yīng)力剝落腐蝕性。x 系鋁合金的常見腐蝕與機(jī)理間腐蝕

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 路電位電極電位與電流之間關(guān)系的曲線。陽極極化和電流之間關(guān)系、陰極電位和電流之間關(guān)系：控制電流法和控制電位法。穩(wěn)態(tài)測量中，，控制電位的測量通常又分為兩。恒電位法就是控制工作電極的電位于不同電流密度的穩(wěn)定值。電位掃描法是控制工作記錄相應(yīng)的流過工作電極的外測電流密度的穩(wěn)定的測量方法。如下：一般極化曲線可分為微極化區(qū)、弱菲爾直線相交于一點(diǎn)，該交點(diǎn)對應(yīng)在坐蝕電位，見圖 1-2。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21;TG166.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2612227