【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鋁合金力學性能及腐蝕性能的影響機制。試驗結果表明,經(jīng)T6處理后,A7N01鋁合金的抗拉強度達到峰值,為440MPa,屈服強度為356MPa;經(jīng)RRA處理后,合金的抗拉強度為470.47MPa,較T6狀態(tài)提升了6.85%,屈服強度提升了18.69%;經(jīng)T74處理后,合金的抗拉強度為409MPa,較T6狀態(tài)降低了7.03%,屈服強度降低了4.83%;T74處理后合金的抗拉強度較RRA狀態(tài)降低了12.99%,屈服強度降低了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)合金的晶內析出相尺寸最大,且析出相分布密度最小,這使得其強度顯著降低。經(jīng)一系列電化學測試可知,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交替進行,最初發(fā)生點蝕,然后點蝕轉變?yōu)榫чg腐蝕,期間腐蝕產物在試樣的蝕孔中堆積降低了金屬與溶液間離子交換率,使得反應速度降低,后期腐蝕產物脫落,腐蝕反應速度增大,尤其是T6狀態(tài)合金腐蝕情況最嚴重,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,且晶界兩側的晶界無析出帶(PFZ)很窄,由于晶界和基體之間的電化學差異,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)點狀分布,且晶界兩側分布有明顯的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鋁合金的硬度和強度逐漸下降,回歸溫度越高,強度和硬度下降速度越快,且原先較大的再結晶晶粒逐漸變大,小角度晶界數(shù)量逐漸變多,晶粒內部的析出相的平均尺寸變大;當回歸時間相同時,隨著回歸溫度的升高,晶粒內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�；貧w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 處理實際上是三級時效。如圖 1-1(a)所示，第一級時效后在晶內形分布的 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，由于晶內析出的 η’相在回歸溫度下不穩(wěn)定，會發(fā)生合金的強度，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到最大強出細小而彌散的第二相質點，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，使合金獲得了高強度、高抗應力剝落腐蝕性。x 系鋁合金的常見腐蝕與機理間腐蝕

西南交通大學碩士研究生學位論文 路電位電極電位與電流之間關系的曲線。陽極極化和電流之間關系、陰極電位和電流之間關系：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，該交點對應在坐蝕電位，見圖 1-2。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21;TG166.3

【參考文獻】

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本文編號：2612227