铝及铝合金的耐蚀性ppt课件
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⑶锰：
耐蚀材料
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消除铁的有害作用，提高耐蚀性、耐热性和一定的强度，降低 塑性。
⑷铁，硅： 是杂质元素，降低耐蚀性和塑性。
⑸钛，Zr: 细化晶粒，减少开裂倾向。
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耐蚀材料
8.3.4Al-Zn-Mg-Cu合金
1、合金特点：
⑴Al-Zn-Mg合金：经适当的热处理后，强度可达500MPa ，有 优良的焊接性能。
⑵Mn、Cr、Zr可以提高抗应力腐蚀的能力。
4、热处理对应力腐蚀的影响
高镁合金在时效状态下的应力腐蚀的敏感性较大。为了改善这 一点，可以采用固溶处理的方法，使之形成固溶体。
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耐蚀材料
8.3.3铝-铜系合金（硬铝）
1、合金特点：
⑴Al-Cu-Mg合金（杜拉铝合金） 具有良好的力学性能和加工性能（主要用于涡轮喷气发动机中的叶 片）。
3、合金元素对耐蚀性的影响：
Si，Fe降低耐蚀性（形成一些杂质相析出）；Mn可以抑制Fe的 不利影响（可以控制Mn/Fe比例含量来控制Fe的有害作用）。
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8.3.2铝-镁合金
耐蚀材料
1、组织特点
为固溶体型合金，但固溶强化效果差（难以形成过饱和固溶 体），主要通过加工硬化进行强化。
2、耐蚀性
有点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和剥蚀倾向。随着镁含量增大， 点蚀倾向增加；随着冷加工变形量增大，应力腐蚀和剥蚀敏感性增 加。
3、在中性盐中的腐蚀
⑴其腐蚀行为主要取决于溶液中的阴、阳离子的特性。
⑵当溶液中存在F-,Cl-离子时，纯铝极其不耐蚀，因为这些离子很 容易破环氧化膜而产生点蚀。当溶液中存在Cr2O72-,CrO42-等氧化性 离子时，能促进钝化。
⑶当溶液中含有电位较正的Fe2+,Ni2+,Cu2+等离子时，会加速铝的腐 蚀。
1、在碱中：不耐蚀
碱能与铝表面的氧化膜反应生成偏铝酸钠和水。氧化膜破坏后， 碱和铝会进一步发生反应，并释放出氢气。
腐蚀特点：全面腐蚀。（工业上利用这一点去除表面氧化物以 及油污等，称为化学铣切）
2、在酸中的腐蚀
在稀酸中发生的是呈点蚀，在氧化性浓酸中具有很好的耐蚀性 （生成钝化膜）。
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耐蚀材料
耐蚀材料
第8章 铝及铝合金的耐蚀性
8.1 概述
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耐蚀材料
8.1.1纯铝的物理性质
1、密度小（ρ=2.7），属轻金属（约为铜铁的1/3）；
2、导电性好（次于金、银、铜）； 3、导热性好； 4、熔点低（660.5℃）；
5、无磁性。
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耐蚀材料
8.1.2纯铝及铝合金的力学性能
1、纯铝的强度低，塑性好（退火状态下伸长率达35%）； 2、铝合金的强度取决于合金化和加工工艺（超硬铝的强 度可达600MPa）。
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耐蚀材料
3、合金元素对耐蚀性的影响
⑴Mg： Mg含量﹤3.5% 时，在任何热处理状态或冷加工状态均无应力 腐蚀开裂倾向； 含Mg 量在3.5%～5.0%之间，冷加工状态有应力腐蚀开裂的敏 感性； 含Mg量﹥5.0%时，在一定退火温度下，也具有应力腐蚀的敏 感性；高含镁的铝合金即使在低温放置也有应力腐蚀开裂的倾向。
主要组织组成物α-MnAl6,FeAl3等。
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2、耐蚀性：
耐蚀材料
Mn-Al合金具有优良的耐蚀性（是主要的耐蚀铝合金，属于防 锈铝）
在大气中的耐蚀性和工业纯铝相近；在海水中与纯铝相同；在 稀盐酸中的耐蚀性比纯铝好；未发现这类合金有应力腐蚀开裂的倾 向。
在特定条件下，有剥蚀和晶间腐蚀倾向，发生腐蚀时一般为全 面腐蚀，并常伴有点蚀。
⑶有一定应力腐蚀的倾向。 ⑷有剥蚀现象（特别在海洋大气中）。
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耐蚀材料
3、合金元素的影响：
⑴铜： 主要强化元素，提高强度（CuAl2强化相）；但随着含铜量的增加， 耐蚀性下降，点蚀和晶间腐蚀敏感性增加。
⑵镁： 镁含量﹤2% 范围内，随着含镁量的提高，强度提高，4%Cu+2% Mg 的合金强度最高，点蚀程度增加。（减少了铜的溶解度，基体上析 出了杂质铜）。
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耐蚀材料
8.2.3氧化膜的结构：
1、在大气或低于80℃的水溶液中，生成的氧化膜为 （Al2O3.3H2O）,是非晶态结构； 2、在80℃以上的水溶液中形成的膜为（Al2O3.H2O， AlOOH），是晶态结构；
3、高于200℃水中生成的膜为Al2O3 。
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耐蚀材料
8.2.4纯铝在不同介质中的腐蚀行为
⑵Al-Zn-Mg-Cu合金：强度可达600MPa，是铝合金中强度最高 的一类（可以称“超硬铝”）
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2、耐蚀性：
耐蚀材料
⑴Al-Zn-Mg合金：应力腐蚀开裂敏感性大
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耐蚀材料
8.2.5铝在几种典型的介质中的腐蚀：
1、在酸性介质中的腐蚀速度的顺序为： HF﹥H3PO4﹥HCl﹥HNO3﹥H2SO4
2、在碱性介质中的腐蚀速度的顺序为： NaOH﹥Na2CO3﹥NH4OH﹥Na2SiO3
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耐蚀材料
8.3铝合金的耐蚀性
8.3.1铝-锰合金
1、组织特点：
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耐蚀材料
8.2.2氧化膜的特点：
1、致密，并且与基体牢固结合；
2、具有较高的稳定性，可保护铝基体不受腐蚀；
3、随着时间的延长，特别有水分时，氧化膜会增厚；
4、可以通过化学氧化或阳极氧化的方法生成更厚的氧化 膜（化学氧化膜的厚度约为1～3um,阳极氧化膜可达100um， 可供装饰、耐蚀等用）。
⑵Al-Cu-Mn合金
属于耐热合金（主要用于飞机发动机中的叶片及容器等）。
⑶Al-Cu-Li合金 以锂代替镁。合金密度小；具有高强度、耐热；锂活性大，易氧化 和腐蚀。（用于高速飞机的结构材料和蒙皮）。
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2、Al-Cu合金系的耐蚀性
⑴容易产生“白斑黑心”的点蚀。 ⑵晶间腐蚀甚为敏感，凡是过饱和固溶体在分解条件下都有晶间腐 蚀。
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耐蚀材料
8.1.3纯铝及铝合金的工艺性能
1、可进行各种形式的压力加工；
2、切削加工性：纯铝的切削加工性差，强度硬的铝合金， 切削加工性好
3、合金元素的焊接型好，含硅、钛高的焊接性差。
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耐蚀材料
8.2 纯铝的耐蚀性
8.2.1电化学特性：
铝的标准电极电位很低（-1.663V），在常用的金属材料中是最 低的，是一种很活泼的金属，在全部的pH值范围内都可发生析氢腐 蚀（在酸性溶液中腐蚀生成Al3+，在碱性溶液中生成AlO22-）。
⑶锰：
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消除铁的有害作用，提高耐蚀性、耐热性和一定的强度，降低 塑性。
⑷铁，硅： 是杂质元素，降低耐蚀性和塑性。
⑸钛，Zr: 细化晶粒，减少开裂倾向。
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耐蚀材料
8.3.4Al-Zn-Mg-Cu合金
1、合金特点：
⑴Al-Zn-Mg合金：经适当的热处理后，强度可达500MPa ，有 优良的焊接性能。
⑵Mn、Cr、Zr可以提高抗应力腐蚀的能力。
4、热处理对应力腐蚀的影响
高镁合金在时效状态下的应力腐蚀的敏感性较大。为了改善这 一点，可以采用固溶处理的方法，使之形成固溶体。
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耐蚀材料
8.3.3铝-铜系合金（硬铝）
1、合金特点：
⑴Al-Cu-Mg合金（杜拉铝合金） 具有良好的力学性能和加工性能（主要用于涡轮喷气发动机中的叶 片）。
3、合金元素对耐蚀性的影响：
Si，Fe降低耐蚀性（形成一些杂质相析出）；Mn可以抑制Fe的 不利影响（可以控制Mn/Fe比例含量来控制Fe的有害作用）。
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8.3.2铝-镁合金
耐蚀材料
1、组织特点
为固溶体型合金，但固溶强化效果差（难以形成过饱和固溶 体），主要通过加工硬化进行强化。
2、耐蚀性
有点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和剥蚀倾向。随着镁含量增大， 点蚀倾向增加；随着冷加工变形量增大，应力腐蚀和剥蚀敏感性增 加。
3、在中性盐中的腐蚀
⑴其腐蚀行为主要取决于溶液中的阴、阳离子的特性。
⑵当溶液中存在F-,Cl-离子时，纯铝极其不耐蚀，因为这些离子很 容易破环氧化膜而产生点蚀。当溶液中存在Cr2O72-,CrO42-等氧化性 离子时，能促进钝化。
⑶当溶液中含有电位较正的Fe2+,Ni2+,Cu2+等离子时，会加速铝的腐 蚀。
1、在碱中：不耐蚀
碱能与铝表面的氧化膜反应生成偏铝酸钠和水。氧化膜破坏后， 碱和铝会进一步发生反应，并释放出氢气。
腐蚀特点：全面腐蚀。（工业上利用这一点去除表面氧化物以 及油污等，称为化学铣切）
2、在酸中的腐蚀
在稀酸中发生的是呈点蚀，在氧化性浓酸中具有很好的耐蚀性 （生成钝化膜）。
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耐蚀材料
第8章 铝及铝合金的耐蚀性
8.1 概述
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耐蚀材料
8.1.1纯铝的物理性质
1、密度小（ρ=2.7），属轻金属（约为铜铁的1/3）；
2、导电性好（次于金、银、铜）； 3、导热性好； 4、熔点低（660.5℃）；
5、无磁性。
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耐蚀材料
8.1.2纯铝及铝合金的力学性能
1、纯铝的强度低，塑性好（退火状态下伸长率达35%）； 2、铝合金的强度取决于合金化和加工工艺（超硬铝的强 度可达600MPa）。
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耐蚀材料
3、合金元素对耐蚀性的影响
⑴Mg： Mg含量﹤3.5% 时，在任何热处理状态或冷加工状态均无应力 腐蚀开裂倾向； 含Mg 量在3.5%～5.0%之间，冷加工状态有应力腐蚀开裂的敏 感性； 含Mg量﹥5.0%时，在一定退火温度下，也具有应力腐蚀的敏 感性；高含镁的铝合金即使在低温放置也有应力腐蚀开裂的倾向。
主要组织组成物α-MnAl6,FeAl3等。
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2、耐蚀性：
耐蚀材料
Mn-Al合金具有优良的耐蚀性（是主要的耐蚀铝合金，属于防 锈铝）
在大气中的耐蚀性和工业纯铝相近；在海水中与纯铝相同；在 稀盐酸中的耐蚀性比纯铝好；未发现这类合金有应力腐蚀开裂的倾 向。
在特定条件下，有剥蚀和晶间腐蚀倾向，发生腐蚀时一般为全 面腐蚀，并常伴有点蚀。
⑶有一定应力腐蚀的倾向。 ⑷有剥蚀现象（特别在海洋大气中）。
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耐蚀材料
3、合金元素的影响：
⑴铜： 主要强化元素，提高强度（CuAl2强化相）；但随着含铜量的增加， 耐蚀性下降，点蚀和晶间腐蚀敏感性增加。
⑵镁： 镁含量﹤2% 范围内，随着含镁量的提高，强度提高，4%Cu+2% Mg 的合金强度最高，点蚀程度增加。（减少了铜的溶解度，基体上析 出了杂质铜）。
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8.2.3氧化膜的结构：
1、在大气或低于80℃的水溶液中，生成的氧化膜为 （Al2O3.3H2O）,是非晶态结构； 2、在80℃以上的水溶液中形成的膜为（Al2O3.H2O， AlOOH），是晶态结构；
3、高于200℃水中生成的膜为Al2O3 。
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8.2.4纯铝在不同介质中的腐蚀行为
⑵Al-Zn-Mg-Cu合金：强度可达600MPa，是铝合金中强度最高 的一类（可以称“超硬铝”）
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2、耐蚀性：
耐蚀材料
⑴Al-Zn-Mg合金：应力腐蚀开裂敏感性大
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8.2.5铝在几种典型的介质中的腐蚀：
1、在酸性介质中的腐蚀速度的顺序为： HF﹥H3PO4﹥HCl﹥HNO3﹥H2SO4
2、在碱性介质中的腐蚀速度的顺序为： NaOH﹥Na2CO3﹥NH4OH﹥Na2SiO3
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8.3铝合金的耐蚀性
8.3.1铝-锰合金
1、组织特点：
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8.2.2氧化膜的特点：
1、致密，并且与基体牢固结合；
2、具有较高的稳定性，可保护铝基体不受腐蚀；
3、随着时间的延长，特别有水分时，氧化膜会增厚；
4、可以通过化学氧化或阳极氧化的方法生成更厚的氧化 膜（化学氧化膜的厚度约为1～3um,阳极氧化膜可达100um， 可供装饰、耐蚀等用）。
⑵Al-Cu-Mn合金
属于耐热合金（主要用于飞机发动机中的叶片及容器等）。
⑶Al-Cu-Li合金 以锂代替镁。合金密度小；具有高强度、耐热；锂活性大，易氧化 和腐蚀。（用于高速飞机的结构材料和蒙皮）。
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2、Al-Cu合金系的耐蚀性
⑴容易产生“白斑黑心”的点蚀。 ⑵晶间腐蚀甚为敏感，凡是过饱和固溶体在分解条件下都有晶间腐 蚀。
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耐蚀材料
8.1.3纯铝及铝合金的工艺性能
1、可进行各种形式的压力加工；
2、切削加工性：纯铝的切削加工性差，强度硬的铝合金， 切削加工性好
3、合金元素的焊接型好，含硅、钛高的焊接性差。
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耐蚀材料
8.2 纯铝的耐蚀性
8.2.1电化学特性：
铝的标准电极电位很低（-1.663V），在常用的金属材料中是最 低的，是一种很活泼的金属，在全部的pH值范围内都可发生析氢腐 蚀（在酸性溶液中腐蚀生成Al3+，在碱性溶液中生成AlO22-）。