2024鋁合金在模擬大氣環(huán)境下的腐蝕性分析

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摘 要：本次研究的主要目的就是嘗試建立模擬大氣環(huán)境，分析導(dǎo)致2024鋁合金存在腐蝕性的因素，進(jìn)而提出科學(xué)應(yīng)對(duì)策略，降低腐蝕問題發(fā)生幾率，為未來工業(yè)生產(chǎn)奠定良好的技術(shù)指導(dǎo)基礎(chǔ)，滿足實(shí)際的生產(chǎn)工作需求。本次研究也充分表明腐蝕后的物質(zhì)可以阻止之后的腐蝕問題，有助于樣本物質(zhì)后續(xù)的保存需求。在腐蝕氛圍當(dāng)中，降低阻礙物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，就可能造成腐蝕的效率，提升阻礙的作用效果，就能夠降低腐蝕的效率。

關(guān)鍵詞：2024鋁合金；模擬；大氣環(huán)境；腐蝕性

中圖分類號(hào)：TG172.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）03-0071-02

從建筑業(yè)、交通業(yè)和航空航天業(yè)的發(fā)展角度進(jìn)行分析和觀察能夠發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)應(yīng)用的2024鋁合金存在腐蝕情況，可能降低使用壽命，本次研究就針對(duì)這一情況進(jìn)行分析，希望能夠科學(xué)應(yīng)對(duì)腐蝕問題。

1 實(shí)驗(yàn)研究

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

根據(jù)本次研究需求進(jìn)行科學(xué)的研究流程設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中需要選擇符合實(shí)驗(yàn)需求的材料。本次研究選擇熱軋模式下的2024鋁合金，并且鋁合金不存在包鋁層。開展實(shí)驗(yàn)之前要執(zhí)行到腐蝕之前實(shí)驗(yàn)樣本的固溶處理，并且需要關(guān)注到實(shí)驗(yàn)樣本處理應(yīng)用的時(shí)效性。實(shí)施固溶的溫度為495℃，實(shí)際的處理時(shí)間為96小時(shí)，處理的強(qiáng)度在460到490MPa范疇當(dāng)中。實(shí)驗(yàn)當(dāng)中應(yīng)用的材料具有化學(xué)成分，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.65Mg，0.21Sl，0.06Tl，0.16Zn，4.62Cu，0.8Mn，0.26Fe，0.06Nl[1]。采取熱處理的干預(yù)方式能夠得到晶粒組織，研究獲得試驗(yàn)的腐蝕樣品，其常規(guī)規(guī)格為50×25×6毫米，樣品外表呈現(xiàn)出設(shè)備加工的情況，光潔程度顯示為3.2。

1.2 試驗(yàn)方法

將2024鋁合金50塊進(jìn)行分組，試驗(yàn)樣品分組進(jìn)行清洗，并采取烘干的方式整理試驗(yàn)樣品。將以上收集到的試驗(yàn)樣品放置在不同的氛圍環(huán)境當(dāng)中，觀察影響樣本出現(xiàn)腐蝕情況的影響因素，研究可應(yīng)用鹽霧濕熱設(shè)備執(zhí)行腐蝕試驗(yàn)操作。在實(shí)驗(yàn)過程中需要將沉降的數(shù)據(jù)控制在60到80g/分鐘的范疇之內(nèi)[2]。等到腐蝕試驗(yàn)結(jié)束之后取出樣本，采取清洗方式消除樣本的腐蝕殘留物質(zhì)，再進(jìn)行烘干操作，使用儀器量取樣本腐蝕的深度。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)樣本的相同位置取樣，樣本大小為5×5×2毫米，取得樣本需要進(jìn)行封包，并進(jìn)行打磨和電鏡觀察掃描，在觀察樣本的過程中能夠發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)樣本表面的微觀腐蝕情況。

2 研究結(jié)果與探討

2.1 相對(duì)濕度對(duì)腐蝕性的影響

研究表明，不同的濕度對(duì)于2024鋁合金的腐蝕情況存在明顯的差異化影響，濕度越大腐蝕的坑洞深度也會(huì)呈現(xiàn)出更大的變化情況。針對(duì)濕度增長(zhǎng)情況進(jìn)行分析和觀察能夠發(fā)現(xiàn)，增長(zhǎng)到100%的情況下，腐蝕的坑洞深入也會(huì)明顯的增加[3]。實(shí)驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)闈穸却嬖谙鄬?duì)降低的情況可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的樣本呈現(xiàn)出外表面的水膜厚度降低情況，將Cl-和SO2作為腐蝕性的介質(zhì)會(huì)降低水膜的溶合程度，進(jìn)而降低了腐蝕的速率情況。如果鋁合金在濕度降低的氛圍下，就會(huì)呈現(xiàn)出水膜的厚度提升的情況，在水膜層面當(dāng)中存在的腐蝕性介質(zhì)也會(huì)伴隨水膜的厚度呈現(xiàn)出提升的情況，進(jìn)而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)樣本會(huì)出現(xiàn)與腐蝕性介質(zhì)濃度相融合的情況，這樣就會(huì)提升腐蝕的程度，而且實(shí)際的提升效率非常高。伴隨水膜的厚度增加，也會(huì)呈現(xiàn)出氧化向陰極拓展的情況，而實(shí)際的變化效率也呈現(xiàn)出遭到阻礙降低的情況，腐蝕的情況會(huì)受到陰極的反應(yīng)的速度影響。與此同時(shí)，腐蝕產(chǎn)生的物質(zhì)在樣本表面呈現(xiàn)出堆積的情況[4]。

2.2 溫度對(duì)腐蝕性的影響

研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕的程度會(huì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中存在的溫度變化而改變，普遍呈現(xiàn)出的情況就是溫度提升就會(huì)導(dǎo)致腐蝕的程度加深。然而，其他條件因素不發(fā)生變化，腐蝕的程度也會(huì)呈現(xiàn)出逐漸降低的情況，腐蝕后的坑洞情況也會(huì)發(fā)生明顯的效率變化情況。在不同的環(huán)境和氛圍當(dāng)中，相對(duì)濕度的元素對(duì)于腐蝕試驗(yàn)變化的情況存在明顯的影響，如果環(huán)境氛圍元素呈現(xiàn)出上升的情況，腐蝕的坑洞深入和情況也會(huì)呈現(xiàn)出明顯的變化幅度[5]。使用阿雷尼烏斯計(jì)算公式進(jìn)行研究，能夠發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)于化學(xué)反應(yīng)具有明顯的影響作用，在反應(yīng)物質(zhì)和生成物質(zhì)擴(kuò)散的過程中，會(huì)呈現(xiàn)出效率的變化情況。溫度每上升10℃，化學(xué)反應(yīng)的速度就可能發(fā)生常規(guī)溫度反應(yīng)效率的2到3倍作用。然而，在溫度過高，就會(huì)導(dǎo)致水膜的溶解氧物質(zhì)含量呈現(xiàn)出降低的情況，也會(huì)阻礙陰極反應(yīng)問題。

2.3 濃度對(duì)腐蝕性的影響

腐蝕反應(yīng)產(chǎn)生的坑洞情況會(huì)受到濃度的影響和干預(yù)，增加反應(yīng)情況的現(xiàn)象與溫度對(duì)腐蝕造成坑洞情況的影響比較類似，實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)情況會(huì)跟隨腐蝕液體的濃度發(fā)生變化而變化，如果濃度增加就會(huì)呈現(xiàn)出增加的情況，而增加的速度會(huì)呈現(xiàn)出下降的情況[6]。濃度具有上升的情況主要就是為了在腐蝕試驗(yàn)過程中協(xié)助實(shí)驗(yàn)的環(huán)境反應(yīng)，進(jìn)而增加腐蝕的介質(zhì)濃度水平。例如，在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過程當(dāng)中，Cl-的濃度發(fā)生變化，就會(huì)非常容易和鋁合金表面的氧化膜產(chǎn)生吸附情況，一旦發(fā)生這樣的問題就會(huì)導(dǎo)致實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用需求受到阻礙影響，并且會(huì)與基本反應(yīng)體呈現(xiàn)出Al3+，或者是Al（OH）3呈現(xiàn)出反應(yīng)的具體情況，進(jìn)而影響鋁合金外部出現(xiàn)氧化膜破損的情況，進(jìn)而導(dǎo)致樣本本身不存在保護(hù)作用，會(huì)提升基本體的溶解反應(yīng)效率。

2.4 多因素綜合對(duì)腐蝕性影響

在相對(duì)濕度比較高的氛圍當(dāng)中，溫度和腐蝕導(dǎo)致出現(xiàn)的坑洞深度都會(huì)呈現(xiàn)出明顯被影響的情況和問題。然而，如果環(huán)境中的相對(duì)濕度比較低，呈現(xiàn)出腐蝕坑洞影響效果就不會(huì)特別的明顯。在實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，環(huán)境的溫度可能對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品的外部水膜造成含氧量的影響，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致陰極反應(yīng)的速度發(fā)生變化。在同樣的水膜厚度情況中，濃度高的腐蝕性液體會(huì)呈現(xiàn)出腐蝕介質(zhì)的濃度相對(duì)較高的情況，進(jìn)而影響腐蝕的水膜情況，腐蝕的程度和速度也會(huì)發(fā)生比較明顯的變化情況。就相對(duì)濕度、濃度和溫度進(jìn)行深入分析，可以發(fā)現(xiàn)存在以上三種因素可能導(dǎo)致腐蝕造成的坑洞情況，而因?yàn)槿N因素的影響也會(huì)導(dǎo)致腐蝕情況發(fā)生的程度更為嚴(yán)重，說明存在的影響性比較明顯，存在協(xié)同的影響作用，在某種程度上可以相互制約，并且能夠在因素相互作用的情況下產(chǎn)生腐蝕反應(yīng)。

2.5 腐蝕外貌探討

不同的環(huán)境氛圍下產(chǎn)生的腐蝕情況也存在差異性，研究發(fā)現(xiàn)，2024鋁合金在腐蝕的過程當(dāng)中存在比較多晶間腐蝕情況，觀察腐蝕情況能夠發(fā)現(xiàn)樣本外表呈現(xiàn)出圓形或者是橢圓形的紋路，紋路情況呈現(xiàn)出龜裂特征。出現(xiàn)腐蝕情況下也會(huì)偶爾出現(xiàn)絮狀的白色腐蝕產(chǎn)物，長(zhǎng)期的堆積情況會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)樣本存在粗糙和多孔隙的情況。伴隨腐蝕氛圍不斷變化，而且存在影響因素標(biāo)準(zhǔn)差異性，并逐漸上升。龜裂的紋路會(huì)不斷的加深并拓寬，而且腐蝕導(dǎo)致出現(xiàn)的產(chǎn)物也會(huì)不斷的增加。實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的樣品外部也會(huì)出現(xiàn)粗糙程度逐漸深化的情況，并且會(huì)出現(xiàn)局部破損的問題。實(shí)驗(yàn)使用的樣品鋁合金需要經(jīng)過熱壓力的處理，晶間腐蝕會(huì)根據(jù)軋的軌跡不斷發(fā)展。在晶間腐蝕中存在CuAl2的沉淀物，影響出現(xiàn)晶界的貧銅情況發(fā)生，最終發(fā)生剝蝕情況。

3 結(jié)語

綜合所述，相對(duì)的濕度對(duì)于2024鋁合金的腐蝕情況存在明顯的影響，腐蝕的情況與溫度和濃度導(dǎo)致的腐蝕情況一致。另外，相對(duì)的濕度、濃度和溫度對(duì)2024鋁合金產(chǎn)生腐蝕性存在協(xié)同作用，并顯現(xiàn)出明顯的影響作用。晶間腐蝕會(huì)沿著軋的方向拓展，并造成剝蝕情況。

參考文獻(xiàn)

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