铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性
海洋气氛对铝的腐蚀
铝的海洋腐蚀是指铝及铝合金在海水,海洋气氛和工业-海洋大气中所发生的腐蚀行为。
腐蚀是物质在环境作用和影响下所发生的破损和变质。
腐蚀给人类造成了严重的危害,腐蚀造成的直接损失为国民经济年生产总值的1%~3.5%,在各种天灾人祸(火灾、地震、火灾等)中,腐蚀造成的损失不容忽视,居首位,而且这种损失较为隐蔽,不显山,不显水,不易引起人们重视。
2015年中国GDP为676708亿元,如果按2.5%估算当年的直接腐蚀损失就达16918亿元,真是不算不知道,一算就会吓一跳,让人深感惊悸。
铝及大多数铝合金有相当高的抗蚀性,因为在空气中能极为迅速地在它们的表面上形成一层薄薄的致密的Al2O3膜,其厚度仅5nm,颜色与铝相同。
通常,氧化膜在PH4.0~9.0的溶液中是稳定的,而且在浓硝酸(PH=1)和浓氢氧化铵(PH=13)中也是稳定的,铝及工业纯铝表面被机械损伤后,会立即在受伤处表形成新的氧化膜,不会发生进一步的腐蚀。
铝的电位在很大程度上决定于氧化膜的绝缘性能,因此,凡是能改善氧化膜致密性、增加氧化膜厚度、提高氧化膜绝缘性能的因素,通通提高抗蚀性。
反之,凡是降低氧化膜有效保护能力的因素,不管是机械的,还是化学的,都会使铝及铝合金的抗蚀性急剧下降。
铝合金的腐蚀比纯铝的严重,但是也有少数例外。
铝及铝合金在空气、酸与自来水中的耐蚀性能按以下次序增减:Al,Al-Mn合金(3XXX系合金),Al-Mg合金(5XXX系合金),Al-Mg-Si合金(6XXX系合金),Al-Si合金(4XXX系合金),Al-Zn-Mg合金(7XXX系合金),Al-Zn-Mg-Cu合金(7XXX系合金),Al-Cu-Mg(2XXX系合金),Al-Cu合金(2XXX系合金)。
在碱性溶液与海水中的递降次序是:Al-Mg合金(5XXX系合金),工业纯铝(1XXX系合金),Al-Mn合金(3XXX系合金),Al-Mg-Si合金(6XXX系合金),Al-Zn-Mg合金(7XXX系合金),Al-Si合金(4XXX系合金),Al-Zn-Mg-Cu合金(2XXX系合金),Al-Cu-Mg合金(2XXX系合金),Al-Cu合金(2XXX系合金)。
铝合金在海洋环境中的防腐蚀技术研究进展
小组成员:
☞ 主要内容 :
1
背景介绍
2
铝合金在海洋环境中防腐蚀技术概述
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铝合金微弧氧化膜表面原位生长LDH的研究
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参考文献
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背景介绍
随着海洋资源开发和国际战略新格局的显现,海洋工程用高性能结构材料 的研发已成为材料研究的热点问题之一。铝合金因具有密度低、比强度高等优 点被广泛应用于船舶和海洋工程领域。然而铝合金本身的硬度低、耐磨性较差
传统的有机涂料防护方式对于抑制铝合金涂层下点蚀的能力十分有限,通常需 要配合阳极氧化、微弧氧化或化学转化处理等来提高铝合金基体防护性能。
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铝合金微弧氧化膜表面原位生长LDH的研究
研究背景
• 铝合金微弧氧化膜表面存在一定微孔和微裂纹,通常需封孔处理。 • 层状双金属氢氧化物(layer double hydroxide,LDH),水滑石类化合物 主 体由两种金属氢氧化物构成,其结构的灵活性和多样性赋予其优异的吸附性、 离子交换及耐腐蚀性能。
实验结果—低频阻抗模值随时间变化曲线
低频阻抗模值可以用来评 价膜层对基底材料的防护 性能,图中可以看出浸泡 过程中微弧氧化膜经NiAlLDH处理后低频模值有较 明显提高。
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铝合金微弧氧化膜表面原位生长LDH的研究
实验结果—盐雾试验
MAO
MAO+ NiAl-LDH
0h
720h
1094h
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铝合金微弧氧化膜表面原位生长LDH的研究
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铝合金微弧氧化膜表面原位生长LDH的研究
实验结果—动电位极化曲线
微弧氧化铝合金表面NiAl-LDH 的生长抑制了阳极反应和阴极 反应,腐蚀电位正移,icorr 减 小,说明NiAl-LDH的生长提高 其耐蚀性,且随NiAl-LDH的生 长耐蚀性逐渐提高。 Nhomakorabea3
铝在海水中的腐蚀原因
铝在海水中的腐蚀原因1 海水中的腐蚀铝是一种广泛应用的金属,被用于制造飞机、汽车等各类产品。
但是,铝在海水中会受到严重的腐蚀,导致质量下降,甚至失去使用价值。
那么,为什么铝在海水中容易腐蚀呢?2 铝的化学性质首先,我们需要了解铝的化学性质。
铝的原子序数为13,原子量为26.98,是一种轻质金属。
它具有良好的导电性、导热性和延展性,并且密度小、耐腐蚀,是一种很好的结构材料。
3 海水的成分接下来,我们必须了解海水的成分。
海水是由各种物质组成的溶液,其中最主要的成分是盐类(占溶解物质质量的97%以上)。
其中,氯化钠是最主要的一种盐类成分,占到了溶解物质质量的85%以上。
此外,海水中还含有一些金属离子,如锌、铁、铜等。
4 铝和氯化物的反应铝与氯化钠(海水中主要的盐类成分)接触时,会发生一系列的氧化还原反应。
其中,最主要的是铝与氯化物的反应。
海水中的氯化物可以促进铝的氧化,从而导致铝的腐蚀。
反应式为: 2Al + 6H2O + 6Cl- = 2AlCl3 + 3H2 + 6OH-简单来说,铝会被氯化物氧化成铝离子,并与水中的氢氧根离子(OH-)结合形成铝羟化物。
在这个过程中,产生了氢气,这就是腐蚀过程中产生气泡的原因。
5 铝的保护措施为了避免铝在海水中的腐蚀,我们可以采取以下几个措施:(1)涂层保护:在铝制品表面涂上一层不易被氯化物侵蚀的防腐涂层,如聚合物材料。
这种方法能够减缓铝在海水中的腐蚀速度。
(2)金属保护:将铝制品与另一种电负性比铝高的金属连接起来,形成一个电池。
这样,铝就可以通过金属间的电流来得到保护。
(3)合理使用:我们可以从物理上尽量避免铝制品与海水接触,如将铝制品尽量远离海水,或使用材质更适合的替代品,而不是将铝制品直接浸泡在海水中。
综上所述,铝在海水中的腐蚀是由于铝和氯化物发生反应导致的。
为了保护铝制品,我们可以采取多种措施,如涂层保护、金属保护和合理使用,从而延长铝制品的使用寿命。
铝合金在海洋大气环境中腐蚀规律分析研究
铝合金在海洋大气环境中腐蚀规律分析研究作者:邢士波来源:《科学家》2016年第06期摘要”铝合金材料除了密度小、力学性能好、导电导热能力较强外,还具有优良的物理化学性能使得其具有较好的加工性能,目前已成为第二大金属材料,在化学工业中的产量仅次于钢铁。
铝合金材料在自然界中的腐蚀问题已成为一项重要的研究课题。
本文对铝合金在海洋大气环境中腐蚀规律进行了初步的探讨与分析。
关键词:铝合金;海洋;大气腐蚀中图分类号TG172 文献标识码A 文章编号2095-6363(2016)06-0032-021.海洋大气的腐蚀特点材料或零件在大气环境下发生的腐蚀损坏叫大气腐蚀。
统计表明约有80%的金属构件是裸露在大气环境中的,金属的腐蚀同腐蚀环境密切相关,不同的环境直接决定了其腐蚀的状态,腐蚀环境有城市大气环境,也有工业大气环境,还有氯离子含量较高的海洋大气环境,此种大气中盐含量较高,对金属有很强的腐蚀作用。
一般认为,距离海岸线200m以内的区域可称为是海洋大气的腐蚀环境。
在海洋性气候条件下,气温的年、日变化都比较和缓,年较差和日较差都比大陆性气候小。
海洋大气中含有吸湿性较强的离子,如CaCl2和MgCl2等,使得海洋大气的湿度和盐离子含量较高,极易在金属表面形成薄薄的液膜。
一般离海岸越近,大气中含盐量越高,再加上海洋大气中所含水分、氧气联合作用会进一步引起包括铝合金在内的金属材料的电化学腐蚀,这种金属的电化学腐蚀机理如下:2.铝合金腐蚀分析2.1铝合金腐蚀特点分析铝合金的表面氧化膜是铝合金具有耐大气腐蚀性的主要原因,但是在海洋大气环境下,较高浓度的盐分对氧化膜有较大的破坏作用,同时由于铝存在加工和晶界及沉淀相等缺陷,活性物质会在铝合金表面活性位吸附,造成铝合金点腐蚀发生。
一旦铝合金材料受到腐蚀,腐蚀表面一般都包括底层的氧化膜、氧化膜上的腐蚀产物层和薄液膜,和其他环境下的腐蚀特征一样,铝合金的腐蚀速率随着时间的延长而减小,最终趋于一个稳定值。
海洋环境下铝合金的腐蚀特点及防护对策
海洋环境下铝合金的腐蚀特点及防护对策【文章标题】:海洋环境下的铝合金腐蚀特点及有效防护对策一、引言在现代社会中,海洋资源的开发与利用愈发突出。
然而,海洋环境中充满了各种腐蚀威胁,其中铝合金材料的腐蚀问题备受关注。
本文将探讨海洋环境下铝合金材料的腐蚀特点,并介绍一些有效的防护对策。
二、海洋环境下铝合金腐蚀特点1. 高氯化物含量:海水中氯离子含量较高,是铝合金腐蚀的主要原因之一。
氯离子能穿透铝合金表面形成氧化膜,导致金属内部进一步腐蚀。
2. 脱氧化反应:海水中的氧气和潮湿空气中的氧气会与铝合金中的铝元素反应,形成氧化铝。
这种氧化反应会破坏铝合金表面的保护膜,导致腐蚀。
3. 制造缺陷:铝合金材料的制造过程中,可能存在气孔、夹杂物和晶界腐蚀等缺陷。
这些缺陷使得铝合金在海洋环境中更容易发生腐蚀。
三、防护对策1. 表面处理a. 氧化处理:采用阳极氧化方法能形成致密、均匀的氧化膜,提高铝合金的耐蚀性。
b. 阻挡剂涂层:涂覆一层阻挡剂,如有机涂层或脱液法,可以隔离铝合金与海水的接触,减少腐蚀。
2. 添加合金元素合金元素的添加可以改善铝合金的耐腐蚀性能。
添加少量的铜、锌或镁等元素可以形成稳定的膜层,抑制腐蚀。
3. 电化学保护a. 阴极保护:通过在铝合金表面铺设阴极保护层,通过电流消耗,保护铝合金不被腐蚀。
b. 电沉积:利用电沉积技术,在铝合金表面沉积一层防护性的金属或合金,提高其耐腐蚀性能。
4. 合理设计与使用在铝合金结构的设计与使用过程中,应注意避免导致局部腐蚀的因素,如电偶效应、接触腐蚀等。
合理的设计和使用能够减缓铝合金腐蚀的发生。
四、个人观点与理解在海洋环境中,铝合金的腐蚀问题对于海洋资源的开发和利用具有重要的影响。
通过分析铝合金腐蚀的特点和防护对策,我们可以采取科学有效的方法来延长铝合金的使用寿命,提高其腐蚀抗性。
在未来的发展中,需要进一步研究和改进铝合金的防护技术,以满足不断增长的海洋工程需求。
五、总结本文对于海洋环境下铝合金的腐蚀特点及防护对策进行了全面评估。
铝在海水中的腐蚀原因
铝在海水中的腐蚀原因铝是一种常见的金属材料,具有轻、强、耐腐蚀等特点,因此被广泛应用于工业和生活中。
然而,当铝暴露在海水中时,会发生腐蚀现象。
本文将从化学反应、电化学原理和物理因素等方面探讨铝在海水中腐蚀的原因。
铝在海水中腐蚀的原因是与化学反应密切相关的。
海水中含有丰富的氯离子和氧气,这两种物质是引起铝腐蚀的主要原因之一。
当铝与氯离子接触时,会发生氧化反应,形成氯化铝。
氯化铝是一种具有腐蚀性的物质,会进一步侵蚀铝表面,导致铝的腐蚀。
此外,氧气也可以与铝发生反应,生成氧化铝。
氧化铝在铝表面形成一层致密的氧化膜,起到一定的保护作用,但在海水中,氧化铝很容易被氯离子破坏,导致铝的腐蚀加剧。
铝在海水中腐蚀的原因还与电化学原理有关。
海水中的含氧量和盐度较高,形成了一个电解质溶液。
当铝与海水接触时,会形成一个电池系统,即铝作为阴极,氧作为阳极。
在这个电池系统中,氧气和氯离子会参与电化学反应,加速了铝的腐蚀过程。
具体来说,铝表面的氧化膜上会形成一些微小的缺陷,这些缺陷就像是微小的阳极,而铝表面则成为了阴极。
海水中的氯离子则在这些缺陷处发生氧化反应,形成氯化铝。
同时,氧气与铝表面发生还原反应,生成氧化铝。
这样,铝表面就会不断地被侵蚀,导致腐蚀的加剧。
物理因素也会影响铝在海水中的腐蚀。
海水中的水动力因素,如水流、波浪等,会对铝表面产生冲击和摩擦,破坏铝表面的氧化膜,使铝暴露在更多的氯离子和氧气下,从而加速了铝的腐蚀速度。
总结起来,铝在海水中腐蚀的原因主要包括化学反应、电化学原理和物理因素。
海水中的氯离子和氧气与铝表面发生反应,形成氯化铝和氧化铝,加速了铝的腐蚀。
海水中的电解质溶液形成了一个电池系统,加速了铝的腐蚀过程。
此外,海水中的水动力因素和温度变化也会影响铝的腐蚀速率。
因此,在使用铝材料时,需要注意避免将其暴露在海水中,或采取一定的防护措施,以延缓铝的腐蚀速度,提高其使用寿命。
铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性
铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性1、铝的耐氧腐蚀性能铝是一种活泼金属,极容易和空气中的氧气起化应生成氧化铝。
氧化铝在铝制器皿表面结一层灰色致密的极薄的(约十万分之一厘米厚)薄膜,这层薄膜十分坚固,它能使里力的金属和外界完全隔开。
从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。
2、铝的酸碱腐蚀铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应,一旦氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉,则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。
3、铝的腐蚀形式(1)点腐蚀:点腐蚀又称为孔腐蚀,是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。
点腐蚀是阳极反应的一种独特形式,是一种自催化过程,即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件,如有腐蚀介质(CL-、F-等)、促进反应的物质(CU2+、ZN2+等),既促进又足以维持腐蚀的继续进行。
(2)均匀腐蚀:铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中,其上的氧化膜溶解,发生均匀腐蚀,溶解速度也是均匀的。
溶液温度升高,溶液浓度增大,促进铝的腐蚀。
(3)缝隙腐蚀:缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。
金属部件在电解溶液中,由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙,其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态,使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀特别容易发生在机械组件接合的地方,例如金属垫圈或是铆接处和铝门窗与灰浆填隙处。
它是属于一种电池效应,但是缝隙一般需在特定程度大小的范围内才会发生,例如:有足够的宽度可使溶液进入,足够窄得使溶液可以停滞等,所以在应用或工程上必须要小心,避免发生足以产生缝隙腐蚀的环境。
缝隙腐蚀的机构很类似穿孔腐蚀的情况,首先是均匀腐蚀,然后因氧浓淡电池会引起阳极反应(缺氧区)和阴极反应(富氧区),由于间隙内氧无法补充,因此阳极反应会继续在同一个位置进行,因此产生严重的腐蚀结果。
(4)晶间腐蚀:是在金属界处发生局部腐蚀的现象。
就电化学的观点来看,由于材料的晶粒为阴极,而晶界一般为阳极,因此在均匀腐蚀的情况下,晶界处的腐蚀性仍稍大于晶粒处,如果在特殊情况下,材料的晶界抗蚀元素又相对减少,晶间腐蚀的现象就会发生。
铝涂层在饱和氧环境下的深海腐蚀性能研究
本科生毕业设计(论文)题目:铝涂层在饱和氧环境下的深海腐蚀性能研究2019年 5 月 31 日摘要在海水腐蚀防护领域,越来越多的开始采用热喷涂金属涂层或牺牲阳极系统保护。
但是深海中相对苛刻的腐蚀环境和相关经验理论的缺失使人们在采用防腐蚀保护措施时缺乏足够的理论支持,以及深海中施工、检测、维修的不易实现性和高额成本,这些都要求了深海需要更加可靠的保证性。
所以就要求我们在降低成本的同时尽可能提高阴极保护的可靠性。
也就是说如何在保证防腐要求时,降低牺牲阳极块的重量或采用适当方式合理替代牺牲阳极就具有重要的工程意义。
本文尝试利用铝涂层来替代铝基牺牲阳极以达到减少阳极用量的目的。
通过试验室加速模拟低温海洋腐蚀试验,研究其耐腐蚀性能,分析、探讨其腐蚀行为,并对铝涂层在不同阴极保护条件下的腐蚀速率进行了研究,尝试对其寿命进行评估。
研究表明,在饱和氧环境下,铝涂层有较好的腐蚀防护效果。
替代方式的寿命均高于牺牲阳极块的寿命,其中阳极块+涂层的防护方式能更大程度地延长双方的寿命。
通过对试样腐蚀形貌的观察,可以发现,在饱和氧环境下,铝基牺牲阳极在阴极保护初期极化时间短,腐蚀电流较大,寿命较短;铝涂层表面持续钝化,寿命较长;在阳极+涂层中,腐蚀电流较小,涂层更易钝化,寿命进一步延长。
关键词:牺牲阳极,涂层,电弧喷涂,腐蚀与防护Corrosion Behavior of Zn/Al Based Sacrificial Anode Coatings in Simulated Low-temperature Sea EnvironmentAbstractIn the field of seawater corrosion protection, more and more start using thermal spraying metal coating or sacrificial anode protection system. But relatively harsh in deep sea corrosion environment, the lack of experience and relevant theory make people in the corrosion protection measures when the lack of sufficient theoretical support, and deep in the construction, testing, maintenance is not easy to realize and high cost, this requires a deep need to be more reliable guarantee. So they asked us to reduce the cost as much as possible to improve the reliability of cathodic protection at the same time. That is how to guarantee the anti-corrosion requirements, reduce the weight of the sacrificial anode blocks or use appropriate way reasonable alternative sacrificial anode has important engineering significance.This paper tries to use aluminum instead of aluminum sacrificial anode coating in order to reduce the dosage of anode. Through laboratory accelerated simulated Marine corrosion test at low temperature, to study the corrosion resistance and the corrosion behavior is analyzed and discussed, and the aluminum coating under different conditions of cathodic protection of the corrosion rate was studied, and try to evaluate its life.Studies have shown that under all kinds of atmosphere, the aluminum alloy anode coating protective effect is better; Under the saturation of oxygen, aluminum coating has good corrosion protection effect. Alternative ways are higher than the life of a piece of the life of the sacrificial anode and the anode block + coating protective way more to prolong the life of both sides.Through observation of the specimen corrosion morphology, which can be found that, under the saturation of oxygen, aluminum sacrificial anode polarization short time at the beginning of the cathodic protection, corrosion current is bigger, life is short; Aluminum coating the surface passivation continuously, life is long; In anode + coating, corrosion current smaller, easier to passivation coating, further extend the service life.Key words: sacrificial anode, coating , arc spraying, corrosion and protection目录第一章绪论 (1)1.1 深海环境腐蚀机理 (1)1.1.1 深海环境腐蚀特性 (1)1.1.2 深海开发的必要性 (1)1.1.3 深海常用结构材料 (1)1.2 阴极保护 (2)1.2.1 阴极保护技术 (2)1.2.2 阴极保护系统的设计 (2)1.2.3 牺牲阳极的阴极保护 (2)1.3 涂层腐蚀防护技术 (4)1.3.1 腐蚀防护涂层的选用依据 (4)1.3.2 有机涂层 (4)1.3.3 热喷涂金属涂层 (4)1.3.4 复合涂层 (5)1.4 本文研究目的及研究内容 (5)1.4.1 研究目的及意义 (5)1.4.2 本文的研究内容 (6)第二章试验材料及试验方法 (7)2.1 试验材料 (7)2.2 电弧喷涂铝涂层 (8)2.3 铝基牺牲阳极 (9)2.4 铝基阳极涂层的作用原理 (10)2.5 腐蚀试验 (11)2.5.1 腐蚀试验设备 (11)2.5.2 试验原理与方法 (12)2.5.3 表面腐蚀组织观察 (12)第三章铝涂层在饱和氧环境下模拟低温海洋环境腐蚀性能研究 (13)3.1 概述 (13)3.2 试验结果与分析讨论 (13)3.2.1 铝基牺牲阳极试验结果分析与讨论 (13)3.2.2 铝涂层试验结果分析与讨论 (15)3.2.3 铝阳极+铝涂层试验结果与分析讨论 (17)3.3 铝基牺牲阳极涂层的寿命评估 (20)3.3.1 铝基牺牲阳极寿命评估 (20)3.3.2 铝涂层寿命评估 (20)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)第一章绪论1.1 深海环境腐蚀机理1.1.1 深海环境腐蚀特性海洋占地球总面积的三分之二以上,浩瀚的海洋中蕴藏了丰富的矿产资源。
新型铸造铝合金在海洋大气环境中腐蚀性能
1 试 验材 料与方 法
1 1试验 材料 .
谱分析 , 从图中可以看出, 临近 的点蚀坑相互连接不断扩 展, , 最后 点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖。
表1 新型铝合金腐蚀产物的 E S能谱分析 D
实验材料为 自行研 制的新 型铸造 铝合金 , 其主要合
金元素是 C M T 、 d、 r、r B 、e u、 n、i C C Z 、 R 等。扫描电镜 观察用试样尺寸为 1 m/× 0a l I , 20 、 0 0 / 1 m× 01B经 0 号 4 l T I 0
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82 ・
新型铸造铝合金在海洋大气环境 中腐蚀性能 冰
王杨 , 张晓燕 , , 杨媛 陈经委 , 李丽美
( 贵州大学 材料科学与冶金 学院, 州 贵阳 500) 贵 503 摘要 : 盐雾腐蚀试验模 拟研 究新 型铸造铝合金 在海洋大气环境 中的腐蚀规律 , 用扫描 电镜和 x射线 能谱仪 对试样 通过 使
2 试验 结果 分析与 结论
21 蚀形 貌和腐蚀 产物 .腐
本文利用标准盐雾试验来模拟海洋大气腐蚀 , 并结 合扫描电镜观察腐蚀试样表面、 x射线能谱仪分析腐蚀产
物的成分等手段 , 对新型铝铜合金在海洋大气环境 中的腐 蚀行为进行模拟研究。
图1 所示为新型铝合金在盐雾试验 4h2 、 h和 9 4 6h 后的宏观形貌 , 从图中可以看出, 随着腐蚀时间的延长 , 腐 蚀斑逐渐增多, 临近的腐蚀斑相互连接不断扩展 , 最后被 生成的腐蚀产物所覆盖。 图2 所示为新型铝合金在盐雾试验后腐蚀形貌和 图
的溶液 P H范 围为 6 5~ . 。箱体 温度控 制在 3 ̄ . 72 5C± 2 试验设备为循环腐蚀盐雾箱。为了研 究新型铝合金  ̄ C, 在盐雾试验中的腐蚀行为, 试验取样时间设定为 4h 8h 、 、 2 , 、 4h4 h7 h和 9 , 8 2 6h 盐雾试验后 , 采用 ( 号为 JM一 型 S 69 L ) 40 V 扫描电镜对试样表面形貌进行观察 , 同时对腐蚀
不同表面处理对铝合金在海洋环境中腐蚀抵抗性的影响
不同表面处理对铝合金在海洋环境中腐蚀抵抗性的影响铝合金在海洋环境中的腐蚀抵抗性一直是一个备受关注的话题。
表面处理是提高铝合金抗腐蚀性能的重要手段之一。
本文将探讨不同表面处理对铝合金在海洋环境中腐蚀抵抗性的影响,并对各种表面处理方法进行评价和比较。
一、铝合金在海洋环境中的腐蚀问题铝合金由于具有轻量化、强度高等优势,在航空、航天、汽车等领域得到广泛应用。
然而,由于海洋环境中存在盐雾、湿度高、氯离子等腐蚀因素,铝合金容易发生腐蚀。
腐蚀严重影响铝合金的性能和使用寿命,因此加强对铝合金在海洋环境中的腐蚀抵抗性研究至关重要。
二、表面处理对铝合金腐蚀抵抗性的影响1.阳极氧化阳极氧化是一种常见的表面处理方法,通过在铝合金表面形成一层氧化膜来提高其腐蚀抵抗性。
氧化膜的厚度和孔隙度对腐蚀性能有重要影响,一般来说,氧化膜越厚、孔隙度越小,腐蚀抵抗性越好。
2.化学处理化学处理是通过表面溶液中的化学物质对铝合金表面进行溶解和转化,形成一层保护膜。
常见的化学处理方法有酸洗、钝化等。
化学处理能够提高铝合金的表面质量和耐腐蚀性能。
3.电镀电镀是一种将其他金属或合金沉积在铝合金表面的方法,形成一层具有较好抗腐蚀性能的涂层。
镀层的厚度和成分对腐蚀性能有重要影响,合适的电镀工艺能够显著提高铝合金的抗腐蚀性能。
4.有机涂层有机涂层是将有机涂料涂覆在铝合金表面的方法,形成一层保护膜。
有机涂层具有较好的耐腐蚀性能和美观性,但由于涂料本身的劣化和破损,有机涂层的腐蚀抵抗性相对较弱。
5.复合表面处理为进一步提高铝合金的腐蚀抵抗性,可以采用多种表面处理方法的复合。
比如将阳极氧化与化学处理相结合,形成复合氧化膜,能够显著提高铝合金的抗腐蚀性能。
三、不同表面处理方法的评价和比较不同的表面处理方法在提高铝合金腐蚀抵抗性方面各有优劣。
阳极氧化能够形成较为均匀的氧化膜,但其膜层相对较薄,容易受到机械破坏;化学处理方法简单易行,但成本较低、膜层质量较差;电镀能够形成良好的保护膜,但电镀工艺复杂并且有环境污染问题;有机涂层美观性好,但腐蚀抵抗性相对较弱。
铝合金海水腐蚀原理
铝合金是一种广泛应用于航空、汽车、建筑等领域的重要材料。
然而,在海水中长期暴露下,铝合金容易发生腐蚀现象,从而影响其性能和寿命。
铝合金海水腐蚀原理涉及到多个方面,包括电化学反应、腐蚀产物的形成、局部腐蚀等。
下面将对这些方面一一进行详细解释。
1.电化学反应:铝合金在海水中腐蚀主要是电化学反应的结果。
铝是一种活泼的金属,容易被氧化。
当铝合金与海水接触时,海水中的氧气和水会发生氧化还原反应,从而导致铝离子释放出来,形成铝的阳离子(Al3+)。
这个反应可以用下面的方程式表示: 2Al + 3H2O + 3O2 = 2Al3+ + 6OH-在这个反应中,铝被氧化成了Al3+离子,氧气则还原成了水分子。
同时,产生了氢氧根离子(OH-),这会进一步改变海水的酸碱性,加速腐蚀的进行。
总的来说,电化学反应是导致铝合金海水腐蚀的主要原因之一。
2.腐蚀产物的形成:在铝合金海水腐蚀过程中,腐蚀产物的形成起着重要的作用。
腐蚀产物主要由铝离子和其他元素在海水中反应生成的化合物组成。
这些产物会在铝合金表面形成一层不溶于水的氧化物或氢氧化物覆盖层,称为铝的氧化膜。
氧化膜能够隔绝铝与海水的直接接触,起到一定程度上的保护作用。
然而,铝的氧化膜并不完全均匀和致密,容易出现缺陷,比如孔洞或者裂纹。
这些缺陷会导致铝合金表面的局部区域暴露在海水中,从而引发局部腐蚀。
3.局部腐蚀:局部腐蚀是铝合金海水腐蚀的重要现象之一。
在铝合金表面存在缺陷的区域,局部腐蚀会更容易发生。
局部腐蚀可以分为晶间腐蚀、孔洞腐蚀和点蚀腐蚀等形式。
晶间腐蚀是指沿着晶界发生腐蚀的现象。
铝合金中的晶界是铝晶粒之间的边界,容易受到海水中的离子和氧气的侵蚀,从而导致腐蚀加剧。
孔洞腐蚀是由于表面的氧化膜出现缺陷,使得铝合金表面形成小孔洞,进而导致腐蚀扩展。
点蚀腐蚀是指铝合金表面发生的局部小斑点腐蚀,通常是在缺陷处或者晶界附近发生。
局部腐蚀还受到其他因素的影响,比如温度、盐度、氧气浓度、物理应力等。
海洋环境下铝合金的腐蚀特点及防护对策
《海洋环境下铝合金的腐蚀特点及防护对策》一、介绍在海洋环境下,铝合金作为一种常见的材料,在工程和制造业中得到广泛应用。
然而,海水中的盐分和氧气等因素都会对铝合金造成腐蚀,影响其性能和寿命。
研究海洋环境下铝合金的腐蚀特点及防护对策对于相关行业具有重要意义。
二、铝合金在海洋环境中的腐蚀特点1. 盐分对铝合金腐蚀的影响海水中的盐分是铝合金腐蚀的主要因素之一。
盐分可以形成电解质,加速铝合金的腐蚀速度。
特别是在潮湿的海洋环境中,盐分会使铝合金更容易受到腐蚀。
2. 氧化物对铝合金腐蚀的影响海水中的氧气和氯化物等氧化物也会加速铝合金的腐蚀。
氧化物可以在铝合金表面形成一层氧化膜,阻止铝合金继续氧化,但同时也会加速铝合金腐蚀的速度。
3. 海洋微生物对铝合金腐蚀的影响海洋中丰富的微生物也是铝合金腐蚀的重要因素。
微生物在铝合金表面形成生物膜,降低了铝合金的抗腐蚀能力,加速了腐蚀的发生。
三、海洋环境下铝合金腐蚀的防护对策1. 表面处理在海洋环境下使用的铝合金产品,可以采用阳极氧化、阳极电镀、喷涂或涂覆一层不易腐蚀的保护层等方式进行表面处理,提高铝合金的抗腐蚀能力。
2. 材料选择在海洋环境中需要使用铝合金的工程项目中,可以选择具有更好抗腐蚀性能的铝合金材料,如具有较高铝含量、镁含量的合金材料,来提高材料的抗腐蚀能力。
3. 设计结构在产品的设计过程中,可以合理设计结构,减小潮湿和盐气侵蚀的影响,例如通过适当的排水设计、增加材料厚度等方式来提高产品的抗腐蚀性能。
四、个人观点和理解在海洋环境下,铝合金腐蚀的特点及防护对策是工程和制造业中的一个重要课题。
通过对铝合金在海洋环境中的腐蚀特点进行深入了解,结合合适的防护对策,可以更好地保护铝合金制品,延长其使用寿命,减少维护成本,从而为相关行业的发展提供更好的支持。
海洋环境下铝合金的腐蚀特点及防护对策是一个复杂而重要的课题,需要工程师和科研人员们不断深入研究,寻求更有效的解决方案。
相信通过不断的努力和创新,将会在这一领域取得更多的突破和进展。
2024-T351铝合金在模拟酸性海洋大气环境中的腐蚀行为
Key words:aluminum alloy;atmospheric corrosion;marine atmosphere
铝及铝合金因其密度低、比强度高和成型好等 一系列优点而成为飞机承力结构件(如飞机蒙皮、 机身、起落架等)主要材料之・【1J。然而,飞机在服役 期间需要经历各种大气环境,如工业大气、海洋大 气、城市大气、乡村大气等【2]。为此,在过去的几十 年中,世界各地的研究者对铝及铝合金在不同大气
为规则的类圆形状点蚀坑。当腐蚀时间增}Jl至130
d
图l
2024一T351铝合金在S0:复合盐雾环境中不同时间后的腐蚀形貌
(d)10 d
(e)20
d
(f)30 d
图2
2024一T35l铝合金在SO:复合盐雾环境中不同时间后去除腐蚀产物后的表面微观形貌
张欢等:2024一T351铝合金在模拟酸性海洋大气环境中的腐蚀行为
a
that
large number of aluminum alloy surface pitting
hole connected to ulcer
spalling obviously with the salt spray time average depth of corrosion pit
on
加到20 d时,试样表面溃疡状现象渐弱,出现许多较
时,类圆形状点蚀坑数量明显增多且最终形成平均 深度约为17.6¨m大的圆形点蚀坑,圆形状蚀坑内 部又新生成大量小蚀孑L,这将使得铝合金的腐蚀速 率进一步升高,见图(2 f)。由图3见,2024-T351铝 合金表面点蚀坑深度随暴露时间的延长而增长。腐 蚀前期,铝合金腐蚀速率呈线性增长趋势,达到20 d 以后腐蚀增长速率逐渐降低,说明后期增厚的腐蚀 产物具有一定的保护作用。
金属材料的海洋腐蚀与防护(第7章)铝及铝合金在海洋环境中的腐蚀
第一节 概述
• 通常铝的氧化膜的形成有几个阶段: • 第一阶段,非晶型氢氧化铝Al(OH)3; • 第二阶段,单铝水化物或正菱型—水软铝石
γ—AlO(OH)或γ—Al2O3·3H2O; • 第三阶段,3个结晶水的单楔型贝叶石β-
Al2O3·3H2O。
第一节 概述
• 氢氧化铝在一般条件下是胶状类物质,不 能抵御水和潮湿空气的腐蚀,而晶体氧化 铝能使金属表面有效钝化,使之不受腐蚀。 但海水中的氯离子,能破坏铝表面的钝化 膜,引起材料的点蚀等。
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
一、工业纯铝和锻铝 • 工业纯铝L4M、L3M在海水潮差区的耐蚀性
较差,锻铝LD2CS的耐蚀性较差,如图7-5、 7-6.
第三节 铝及铝合金在潮差区的腐蚀
二、防锈铝 • 防锈铝LF2Y2、LF6M(BL)、LF11M、LF21M、
180YS在海水潮差区的耐蚀性较好。
第二节 铝及铝合金在全浸区的腐蚀
• 两种材料在青岛进行了16a的暴露试验, 16a时点蚀深度明显增大。与防锈铝的点蚀 深度相当,之所以会发生这种情况同包铝 层有关。
第二节 铝及铝合金在全浸区的腐蚀
• 包铝层(纯铝)的腐蚀电位比基体负100mV 以上,包铝层与基体形成电偶,在腐蚀过 程中,包铝层作为阳极,基体作为阴极, 基体得到保护,包铝层一旦腐蚀完,基体 由于失去了阴极保护腐蚀变得严重。
第二节 铝及铝合金在全浸区的腐蚀
• 表7-6列出了不同表面状态的3种防锈铝和锻 铝在舟山海域全浸区的暴露结果。
第二节 铝及铝合金在全浸区的腐蚀
• 表7-7列出了不同表面状态的180YS和LF3M 在青岛、厦门和榆林海域全浸区的暴露试 验结果。从表中可以看出,不同表面状态 对防锈铝合金海水腐蚀行为可产生不同程 度的影响。其影响的程度受到海水介质对 铝合金腐蚀苛刻性的制约。
铝合金的腐蚀特点及检验对策
铝合金的腐蚀特点及检验对策摘要:近年来,铝合金作为一种性能优越的金属材料在舰船建造上得到了广泛的应用,铝合金上层建筑及全铝合金结构船体的船舶数量急速增加,很多船采用5083-H116、5083-H321 和 5383-H321 等铝合金作为舰体结构材料,6061-T6 和6082-T6 作为舰体挤压成型件(管材)及加固材料。
与此同时,舰艇的铝合金结构的防腐蚀问题应该引起我们的高度重视。
关键词:铝合金;腐蚀特点;检验对策1.舰船用铝合金典型腐蚀类型铝及其合金的腐蚀环境湿度临界值为76 RH%,当环境湿度高于该临界值时,铝合金表面就会形成水膜,从而促使电化学腐蚀速率迅速上升。
该值与铝合金表面状态紧密相关,当金属表面越粗糙、裂缝与小孔越多时,临界相对湿度值越低;若铝合金表面粘附易于吸潮的盐类或灰尘时,其临界值也降低。
5 系(Al-Mg)铝合金和 6 系(Al-Mg-Si)铝合金是应用最广的舰用铝合金,常见的腐蚀类型包括:均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀。
1.1 均匀腐蚀在 H 3 PO 4 或 NaOH 介质中,铝合金通常发生均匀腐蚀,此时金属表面的钝化膜会发生大面积均匀溶解,即全面腐蚀。
1.2 点腐蚀。
点蚀是铝及其合金最常见的腐蚀类型,在海洋大气环境中,当空气湿度达到腐蚀临界值时,铝合金表面形成极薄水膜,使极性较强的 Cl - 进入于铝合金表面薄液膜。
由于铝合金中组织的不均匀性,夹杂物或析出相附近生成的钝化膜较薄,电位较正,该处就容易吸附 Cl -,当浓度达到一定值(使该处电位值达到临界点蚀电位)后就会穿透氧化膜到达金属基体。
这时,钝化膜破裂点处作为阳极,未破坏处作为阴极,形成由氧去极化控制的小阳极、大阴极活化-钝化腐蚀原电池。
铝合金点蚀原理如图1 所示。
图1 铝合金点蚀原理示意图在中性和偏碱性环境下,铝的腐蚀原电池反应为:阳极:Al-3e→Al 3+阴极:O 2 +2H 2 O+4e→4OH -总反应:4Al+3O 2 +6H 2 O→4Al(OH)3(假勃姆石)↓由于破裂点处阳极电流密度非常大,该处就首先出现腐蚀孔,而有钝化膜区域受到阴极电流保护,继续维持钝态而不再继续腐蚀。
[整理]03铝合金腐蚀类型
• 卤素离子容易引起点蚀。 按照引起点蚀作用大小排列为:
Cl->Br->I- • 原因:卤素离子在金属表面不均匀吸附, 导致 钝化膜的不均匀破坏,诱发点蚀。
3.对于钝态金属来说,点蚀发生需要满足电位条件
金属的电位在特定的电位以上才会发生点蚀,该电位为
点蚀临界电位、击穿电位或点(孔)蚀电位Eb。 理论阳极极化曲线回扫,又达到钝态时对应的电位为再
第二阶段:蚀孔生长(发展) “闭塞电池” 的形成为基础,并进而形成“
活化-钝化腐蚀电池”-自催化作用
第一阶段:蚀孔成核
1. 钝化膜破坏理论:
钝化的成相膜理论认为,当电极阳极极化时, 钝化膜中的电场强度增加,吸附在钝化膜表面上的 腐蚀性阴离子(如Cl-),因其离子半径较小而在 电场的作用下进入钝化膜,使钝化膜局部成为强烈 的感应离子导体,钝化膜在该点上出现了高的电流 密度,并使阳离子杂乱移动而活跃起来。
• 局部不同于整体的环境; • 局部不同于整体的电化学和化学反应
2. “活化-钝化腐蚀电池”蚀孔自催化发展过程: 蚀孔的发展过程中,腐蚀体系是个多电极腐蚀电池体
系(多电极反应耦合系统),蚀孔内、外的阴极反应不同 。
蚀孔内发生的自催化过程
蚀孔内表面的电极反应为:
阳极反应: 阴极反应:
M M n ne
• 耐蚀合金:Al-Mg、Al-Mn、Al-Mn-Mg、Al-Mg-Si 等。
• 第二为相阳极相,耐蚀性提高; • 第二相为阴极相,耐蚀性降低。
三、腐蚀类型
根据金属的腐蚀形态,腐蚀可分为 : 全面腐蚀和局部腐蚀
1.全面腐蚀: 均匀的全面腐蚀和不均匀的全面腐蚀
也称为均匀腐蚀
2.局部腐蚀: 根据局部腐蚀的形态、位置、机理,可分为多种类型 主要的局部腐蚀:点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、电偶
新型铸造铝合金在海洋大气环境中腐蚀性能
新型铸造铝合金在海洋大气环境中腐蚀性能在海洋环境中,金属材料的腐蚀问题尤为突出。
铝合金作为一种轻型、高强度的材料,在海洋工程中广泛应用。
然而,传统的铸造铝合金在海洋大气环境下,容易发生腐蚀现象,从而导致材料的力学性能下降。
近年来,新型铸造铝合金的开发成为了研究热点,其中,具有高耐腐蚀性能的铸造铝合金备受瞩目。
这些铸造铝合金的研制旨在提高其在海洋大气环境下的腐蚀性能,以满足海洋工程的建设需求。
新型铸造铝合金采用了钙和稀土等元素的复合合金化技术,使其具有优异的耐腐蚀性能。
通过实验发现,添加稀土元素能够显著提高铸造铝合金的耐腐蚀性能,稀土元素不仅能够阻碍铝合金表面氧化层的形成,还能够吸附有害物质,防止其对铝合金的侵蚀。
另外,新型铸造铝合金还采用了喷雾冷却技术,使其具有更加均匀的组织和更高的强度。
同时,通过减少和控制铸造中的气孔、夹杂和缺陷等,也能够有效地提高铝合金的耐腐蚀性能。
在海洋大气环境下,新型铸造铝合金的耐腐蚀性能显著优于传统铝合金。
经过实验测试,新型铸造铝合金及其合金化处理具有明显的防腐蚀效果,表现出较好的耐蚀性、耐侵蚀性和耐海水腐蚀性。
这为海洋工程中铝合金的应用提供了更为可靠的材料保障。
总之,新型铸造铝合金作为一种新型的材料,具有优异的耐腐蚀性能和高强度,适合用于海洋工程中的结构和零部件。
未来随着科技的不断发展,新型材料技术的研究和应用将更加深入,铸造铝合金在海洋工程领域中的应用也将不断扩大。
数据分析是评估新型铸造铝合金在海洋大气环境中腐蚀性能的关键。
以下列出一些相关数据并进行分析:1. 铸造铝合金的化学成分新型铸造铝合金采用钙和稀土等元素的复合合金化技术,以提高其在海洋大气环境下的腐蚀性能。
其中,稀土元素扮演了重要的角色,使铝合金具有更高的耐腐蚀性。
同时,铝合金的含铜量也会影响其耐腐蚀性能,过高的铜含量会导致材料易于腐蚀,因此需要控制合金中铜的含量。
2. 铸造铝合金的物理性质新型铸造铝合金经过喷雾冷却技术处理,具有更加均匀的组织和更高的强度。
铝合金在海洋中的应力腐蚀
铝合金在海洋中的应力腐蚀铝合金是一种常用的金属材料,具有较好的强度和耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
然而,在海洋环境下,铝合金会受到应力腐蚀的影响,降低其性能和寿命。
应力腐蚀是由于材料在受到应力的同时,还受到腐蚀介质的作用,导致材料的损伤和破坏。
海洋环境中的水、盐、氧等因素会加剧铝合金的腐蚀速度。
此外,海洋中还存在着潮湿的气候、高温、浸泡等因素,使得铝合金更容易受到应力腐蚀的影响。
海洋环境中的盐分对铝合金的腐蚀起到了重要作用。
盐分会形成导电电解质,加剧了腐蚀过程。
特别是在海洋气候条件下,湿度高、盐分浓度大,铝合金表面更易形成氧化层,降低了其抗腐蚀性能。
而应力会进一步加剧铝合金的腐蚀速度,形成应力腐蚀。
海洋中的氧气含量较高,也是导致铝合金腐蚀的重要因素之一。
铝合金与氧气反应,会生成氧化铝膜,这一膜可以起到一定的保护作用。
然而,在应力的作用下,氧化铝膜会破裂,导致铝合金裸露在腐蚀介质中,加速腐蚀过程。
海洋中的温度也会对铝合金的腐蚀产生影响。
海洋环境中温度波动较大,铝合金在受热胀冷缩的过程中,会产生内部应力,进而加速腐蚀的发生。
尤其是在高温环境下,铝合金的腐蚀性会更加明显。
为了减轻铝合金在海洋环境中的应力腐蚀,可以采取以下措施:1. 选择合适的铝合金材料。
不同类型的铝合金在海洋环境中的耐腐蚀性能有所差异,应根据具体情况选择适合的材料。
2. 表面处理。
通过喷涂、电镀等方法,在铝合金表面形成一层保护膜,提高其抗腐蚀性能。
3. 控制材料的应力。
通过合理的工艺设计和加工控制,减少铝合金的内部应力,降低应力腐蚀的发生。
4. 控制海洋环境条件。
在海洋工程设计中,可以采取措施减少材料与海洋环境的接触,或者改变海洋环境的特性,减少对铝合金的腐蚀影响。
铝合金在海洋环境中容易受到应力腐蚀的影响。
为了提高铝合金的耐腐蚀性能,需要选择合适的材料、采取表面处理和控制应力等措施。
只有这样,才能保证铝合金在海洋中的长期使用和安全性能。
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铝的腐蚀性能及海洋大气环境中铝的腐蚀特性
1、铝的耐氧腐蚀性能
铝是一种活泼金属,极容易和空气中的氧气起化应生成氧化铝。
氧化铝在铝制器皿表面结一层灰色致密的极薄的(约十万分之一厘米厚)薄膜,这层薄膜十分坚固,它能使里力的金属和外界完全隔开。
从而保护内部的铝不再受空气中氧气的侵蚀。
2、铝的酸碱腐蚀
铝和氧化铝薄膜都能和许多酸性或碱性物质起化学反应,一旦氧化铝薄膜被碱性溶液或酸性溶液溶解掉,则内部铝就要和碱性或酸性溶液起反应而渐渐被侵蚀掉。
3、铝的腐蚀形式
(1)点腐蚀:点腐蚀又称为孔腐蚀,是在金属上产生针尖状、点状、孔状的一种为局部的腐蚀形态。
点腐蚀是阳极反应的一种独特形式,是一种自催化过程,即点腐蚀孔内的腐蚀过程造成的条件,如有腐蚀介质(CL-、F-等)、促进反应的物质(CU2+、ZN2+等),既促进又足以维持腐蚀的继续进行。
(2)均匀腐蚀:铝在磷酸与氢氧化钠等溶液中,其上的氧化膜溶解,发生均匀腐蚀,溶解速度也是均匀的。
溶液温度升高,溶液浓度增大,促进铝的腐蚀。
(3)缝隙腐蚀:缝隙腐蚀是一种局部腐蚀。
金属部件在电解溶液中,由于金属与金属或金属与非金属之间形成缝隙,其宽度足以使介质浸入而又使介质处于一种停滞状态,使得缝隙内部腐蚀加剧的现象称为缝隙腐蚀。
缝隙腐蚀特别容易发生在机械组件接合的地方,例如金属垫圈或是铆接处和铝门窗与灰浆填隙处。
它是属于一种电池效应,但是缝隙一般需在特定程度大小的范围内才会发生,例如:有足够的宽度可使溶液进入,足够窄得使溶液可以停滞等,所以在应用或工程上必须要小心,避免发生足以产生缝隙腐蚀的环境。
缝隙腐蚀的机构很类似穿孔腐蚀的情况,首先是均匀腐蚀,然后因氧浓淡电池会引起阳极反应(缺氧区)和阴极反应(富氧区),由于间隙内氧无法补充,因此阳极反应会继续在同一个位置进行,因此产生严重的腐蚀结果。
(4)晶间腐蚀:是在金属界处发生局部腐蚀的现象。
就电化学的观点来看,由于材料的晶粒为阴极,而晶界一般为阳极,因此在均匀腐蚀的情况下,晶界处的腐蚀性仍稍大于晶粒处,如果在特殊情况下,材料的晶界抗蚀元素又相对减少,晶间腐蚀的现象就会发生。
AL-CU-MG、AL-ZN-MG系铝合金有晶间腐蚀的倾向。
(5)应力腐蚀开裂(SCC):铝合金的SCC是在20世纪30年代初被发现的。
金属在应力(拉应力或内应力)和腐蚀介质的联合作用下所发生的一种破坏,被称为SCC。
SCC的特征是形成腐蚀一种机械裂缝,既可以沿着晶界发展,也可以穿过晶烂扩展。
由于裂缝扩展是在金属内部,会使金属结构强度大大下降,严重时会发生突然破坏。
材料受到局部应力或应力作用不平均时,受到高应力作用的区域会形成阳极,而受较低应力作用的区域则形成阴极,因此作用应力会使得腐蚀作用更为加速称谓为应呼电池。
应力腐蚀发生在冷加工的材料时,高度冷加工的区域更具阳极性,另外在材料存在裂缝的情况下,也会造成应力腐蚀。
4、铝的腐蚀机理
(1)化学腐蚀:金属的化学腐蚀是金属在干燥气体(如氧、氯、硫化氢等)和非电解质溶液中进行化学反应的结果。
化学反应引起引起腐蚀,在腐蚀过程中不产生电流。
金属的化学腐蚀只在特定的情况下发生,不具普遍性。
例如:金属的氧化M-O→MO。
(2)电化学腐蚀:金属的和介质发生电化学反应而引起的腐蚀,在腐蚀的过程中有阳极和阴极区,电流可以通过金属在一定的距离中流动,如金属在各种介质溶液(如海水、酸、碱、盐溶液、潮湿大气等)中的腐蚀。
在一般情况下电化学腐蚀主要为微电池腐蚀和浓差电池腐蚀。
(3)化学或电化学加机械因素的腐蚀:这是多因素引起的腐蚀。
由于各种因素的相互作用,往往产生非常激烈的腐蚀,一般包括应力腐蚀,腐蚀疲劳、空蚀腐蚀等。
5、海洋大气环境下铝的腐蚀
海洋大气环境对铝的腐蚀作用主要表现在:使铝腐蚀速度加快;海盐粒子对铝的腐蚀作用;氯离子对铝的腐蚀作用。
(1)海洋大气环境下铝的腐蚀速度加快
铝在各类大气环境下的腐蚀速率如表1所示,从中可明显看出在海洋性大
气环境下,铝的腐蚀速率明显加快。
表1 大气环境下各类金属的腐蚀速率
(2)海洋大气环境中海盐粒子对铝的腐蚀
海洋大气中含有大量的海盐粒子,海浪及大风也将海水带入大气中,会降落在暴露的金属表面上,海盐粒子极易吸湿,形成强腐蚀液,对金属有着很强的腐
蚀作用。
靠海越近,海雾中的氯化物含量越高,在该环境下的物体上盐分沉积量也越多,造成的腐蚀也越严重。
铝合金在这样的条件下会产生疏松的腐蚀产物。
(3)海洋大气环境中氯离子对铝的腐蚀
铝及铝合金具有良好的耐大气腐蚀特性,但当大气中存在氯离子时会加速铝合金的腐蚀。
卤素离子,尤其是氯离子能破坏铝合金表面的氧化膜,使其耐蚀能力下降。
在海水、海洋大气条件下,铝合金的耐蚀性能降低。
距海岸线距离不同,大气中的海盐例子浓度不同,氯离子的浓度也不同。
距离海岸线越近,氯离子浓度越高。
因为氯离子半径小,穿透力强,当氯离子吸附在金属表面上时,会从钝化膜的薄弱部位进入钝化膜,使钝化膜发生局部破坏,开始对基体腐蚀,从而对铝合金有强烈的点蚀作用。
大气中氯离子浓度越高,腐蚀速度越快。