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Al-Cu-Mg系高强铝合金的晶间腐蚀


《铝加工》 2017 年第 6 期总第 239 期 技术工程 Al-Cu-Mg 系高强铝合金的晶间腐蚀 牟 春 (西南铝业 (集团) 有限责任公司,重庆 401326) 摘要:简述了 Al-Cu-Mg 系高强铝合金晶间腐蚀的原理及其影响因素,从合金成分、加工工艺、热处理三个方面分析了控 制晶间腐蚀的方法。 关键词:Al-Cu-Mg 合金;晶间腐蚀;成分;热处理 中图分类号:TG146.21 doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2017.06.04 文献标识码:A 文章编号:1005-4898(2017)06-0022-03 1 晶间腐蚀原理 晶界是金属晶粒间的错接区,是高能区,有更 沉淀带(无脱溶相区)的电位较低,为电池的阳极, 优先被腐蚀,腐蚀沿着晶间扩展,形成晶间腐蚀。 热处理不当时,合金在晶界上有 CuAl2、AlXCuXMg 等相沉淀,这些相与晶界或基体之间存在电位差, 也会形成微电池腐蚀,引起更严重的晶界腐蚀。 强的化学活性,因而在大多数情况下比晶粒本身腐 蚀得快,形成晶间腐蚀。晶间腐蚀就是沿着晶粒边 界发生的选择性腐蚀[1]。 Al-Cu-Mg 系高强铝合金有晶间腐蚀倾向,晶 间腐蚀是其腐蚀的主要类型,微电池电化学腐蚀是 大家普遍认可的晶间腐蚀发生的方式。 Al-Cu-Mg 合金在淬火自然时效状态下,理论 上仅出现 GP 区,属于均匀形核,具有普遍脱溶的 性质,应该发生以点蚀为主的全面腐蚀。但在实际 生产中,合金产品中始终存在大角度晶界、夹杂相 的界面、亚晶界以及位错等,这些结构有利于过渡 相及平衡脱溶相的非均匀形核。所以实际情况是, 合金淬火后优先在晶间发生局部脱溶,局部脱溶会 产生无沉淀带(无脱溶相区) 。无沉淀带(无脱溶相 区)与基体之间存在电位差,形成微电池腐蚀。无 作者简介:牟春 (1966-) ,男,四川巴中人, 高级工程师。 收稿日期:2017-09-26 2 晶间腐蚀的影响因素及控制方法 晶间腐蚀可通过控制引起晶间腐蚀的合金元素 的含量、加工工艺以及热处理规范的合理搭配与选 择来有效地控制晶间腐蚀的程度或降低晶间腐蚀敏 感性。 2.1 合金元素与腐蚀性能的关系 一般来说,合金元素含量增高,耐蚀性降低。 合金中 Fe、Si 杂质越低,耐蚀性越好。 Cu 含量为 3%~5%的 Al-Cu 二元合金,在淬火 自然时效状态下耐蚀性能很低。加入 0.5%的 Mg, 降低了α固溶体的电位,可部分改善合金的耐蚀 性。Mg 含量大于 1%时,合金的局部腐蚀增加,腐 ? 22 ? 牟 春:Al-Cu-Mg 系高强铝合金的晶间腐蚀 技术工程 逐渐减小。变形量越大,冷轧态合金晶粒变形程度 越严重,变形储能越大,在随后的固溶处理过程 中,合金的再结晶驱动力越大,再结晶程度越大。 变形量越大,冷轧态合金晶粒纵横比越大,固溶处 理后,依附亚晶界形核的再结晶晶粒越小,合金内 形成的微电池越多,从而降低合金的抗电化学腐蚀 性能。 2.3 热处理工艺对腐蚀性能的影响 强亚宏对 LY12 合金在不同热处理状态下的晶 间腐蚀进行了研究,提出新相的析出及新相析出时 所引起的贫乏区,以及杂质在晶界处的富集,或者 晶格的不连续等因素,都会造成晶间腐蚀倾向不 同。结果表明:在自然时效、过时效等状态下, LY12 合金的晶间腐蚀倾向小;在空冷淬火、欠时 效、人工峰值时效等热处理状态下,LY12 合金的 晶间腐蚀倾向比较严重[4]。 淬火冷却速度对硬铝合金的晶间腐蚀倾向有很 大影响。在空气中冷却淬火时,由于冷却缓

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