本文關(guān)鍵詞：微量B、Sn、Ce元素對HA177-2鋁黃銅組織及耐蝕性能影響的研究

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【摘要】：鋁黃銅管因其良好的加工性能、優(yōu)良的耐腐蝕性能和較好的傳熱性能,常常被用于冷凝器中的熱交換材料,但低成本的鋁黃銅合金管材在使用過程中會(huì)存在明顯的脫鋅腐蝕傾向,因此進(jìn)一步提高鋁黃銅合金的耐腐蝕性能,延長合金管材的使用壽命,具有重要的實(shí)際意義。本實(shí)驗(yàn)以工業(yè)上常用的HAl77-2鋁黃銅為基礎(chǔ),利用正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法,采用靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)、電化學(xué)測試、金相(OM)、掃描電鏡(SEM)、室溫拉伸和物相分析(XRD)等檢測分析方法對添加不同含量的B、Sn、Ce元素的HAl77-2鋁黃銅的力學(xué)性能及其耐腐蝕性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果表明:(1)HAl77-2鋁黃銅是基體為Cu0.64Zn0.36的單相α組織,添加了不同含量的B、Sn、Ce元素的合金并沒有改變合金的物相組成,添加的三種元素都固溶到合金基體中產(chǎn)生固溶強(qiáng)化效果,導(dǎo)致其硬度值均比不添加其他元素的鋁黃銅試樣高。(2)B、Sn、Ce這3種元素均是提高HAl77-2鋁黃銅耐腐蝕性能的有效添加元素,在耐脫鋅腐蝕性能方面,各元素影響程度順序:BSnCe;在耐海水腐蝕性能方面,各元素影響程度順序是:SnBCe。通過對正交試驗(yàn)中的各組試樣進(jìn)行靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)、電化學(xué)性質(zhì)測試與腐蝕形貌分析,結(jié)果表明添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的合金試樣在不同溶液中的腐蝕速率均是最小的,腐蝕表面最平整,電化學(xué)腐蝕性質(zhì)最穩(wěn)定,耐腐蝕性能最強(qiáng)。將添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce試驗(yàn)最優(yōu)試樣的與添加0.03%B、1.50%Sn、0.15%Ce理論最優(yōu)試樣進(jìn)行對比驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)最優(yōu)試樣腐蝕性能優(yōu)于理論最優(yōu)試樣,說明添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的合金試樣是提高合金耐蝕性能的最優(yōu)合金成分點(diǎn)。(3)添加了0.05%B、0.5%Sn、0.15%Ce的最優(yōu)合金試樣在不同狀態(tài)下耐腐蝕性能和力學(xué)性能差異明顯。耐蝕性由強(qiáng)到弱的順序是:退火態(tài)再結(jié)晶態(tài)鑄態(tài)冷軋態(tài)。經(jīng)800℃×4h擴(kuò)散退火試樣腐蝕速率最小,平均脫鋅層厚度僅為332.2μm。在力學(xué)性能方面,再結(jié)晶態(tài)合金試樣組織由于是細(xì)小均勻的等軸晶,表現(xiàn)出的良好的力學(xué)性能優(yōu)于其他不同狀態(tài)的合金試樣。(4)再結(jié)晶退火工藝對最優(yōu)合金試樣性能有明顯影響。不同退火溫度下退火時(shí)間對合金電化學(xué)性質(zhì)影響程度不同,400℃下不同退火時(shí)間的合金的電化學(xué)性質(zhì)差異最大,600℃時(shí)最小。在相同的退火時(shí)間的條件下,隨著退火溫度的升高,合金的腐蝕速率表現(xiàn)出先減小后增大的變化趨勢,合金的抗拉強(qiáng)度和延伸率則是先變大后減小。(5)經(jīng)800℃×4h擴(kuò)散退火,75%冷軋加工,后經(jīng)500℃×3h再結(jié)晶退火的最優(yōu)成分合金試樣的腐蝕速率隨氯離子濃度的增加呈現(xiàn)先下降,后上升,而后趨于穩(wěn)定的變化趨勢;隨pH值增加的變化趨勢是先急劇下降,后趨于平緩,再稍有降低,最后又明顯上升,在弱堿環(huán)境溶液中的腐蝕速率最小,強(qiáng)酸環(huán)境溶液中的腐蝕速率最大。合金的腐蝕速率與Cl-離子濃度呈現(xiàn)4次方的函數(shù)關(guān)系,滿足函數(shù)方程:y = 8.3728-86.873 * + 402.2092 * 2-544.4629 * 3+ 232.9160 * 4其中:y—腐蝕速率;x—Cl-濃度當(dāng)Cl-濃度為0.18mol/L時(shí),合金的腐蝕速率最小。
【關(guān)鍵詞】：HAl77-2 正交試驗(yàn) 耐腐蝕性能
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 選題背景及意義10-11
• 1.2 黃銅的腐蝕機(jī)理11-15
• 1.3 影響銅合金腐蝕行為的因素15-16
• 1.4 合金元素對黃銅耐蝕性的影響16-19
• 1.5 黃銅耐蝕性的研究現(xiàn)狀19-22
• 1.6 研究目標(biāo)及內(nèi)容22-23
• 1.6.1 研究目標(biāo)22
• 1.6.2 研究內(nèi)容22-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)過程與方案23-30
• 2.1 試驗(yàn)工藝流程23-24
• 2.2 合金的制備24-26
• 2.2.1 合金成分設(shè)計(jì)24
• 2.2.2 熔煉與鑄造24
• 2.2.3 冷軋工藝24-25
• 2.2.4 退火工藝25-26
• 2.3 腐蝕試驗(yàn)26-28
• 2.3.1 靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)26-27
• 2.3.2 電化學(xué)試驗(yàn)27-28
• 2.4 力學(xué)性能測試28-29
• 2.5 其他檢測與分析29-30
• 第三章 多元HAl77-2 合金成分優(yōu)化30-49
• 3.1 單因素試驗(yàn)30-33
• 3.2 多元合金化試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-34
• 3.3 合金元素B、Sn、Ce對合金鑄態(tài)組織的影響34-37
• 3.4 合金元素B、Sn、Ce對試樣硬度值的影響37
• 3.5 靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)結(jié)果37-42
• 3.6 合金試樣腐蝕后形貌分析42-44
• 3.7 合金元素B、Sn、Ce對試樣電化學(xué)的影響44-46
• 3.8 驗(yàn)證試驗(yàn)46-47
• 3.9 本章小結(jié)47-49
• 第四章 不同處理工藝對優(yōu)化后合金耐蝕性的影響49-62
• 4.1 擴(kuò)散退火工藝對合金耐蝕性的影響49-51
• 4.2 冷加工對合金耐蝕性的影響51-52
• 4.3 再結(jié)晶退火工藝對合金電化學(xué)性質(zhì)的影響52-56
• 4.4 不同再結(jié)晶退火溫度的合金試樣力學(xué)性能比較56-57
• 4.5 不同狀態(tài)下合金性能的比較57-61
• 4.5.1 合金不同狀態(tài)下腐蝕速率比較57-58
• 4.5.2 合金不同狀態(tài)下脫鋅層厚度比較58-59
• 4.5.3 合金不同狀態(tài)下電化學(xué)性質(zhì)比較59-60
• 4.5.4 不同狀態(tài)下合金力學(xué)性能比較60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第五章 腐蝕劑對優(yōu)化后合金耐蝕性的影響62-69
• 5.1 Cl-的影響62-65
• 5.2 PH的影響65-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 致謝73-74
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果74-75

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