許璐迪+涂景輝+王瑞楠+覃瑤+董立新
摘 要 本實(shí)驗(yàn)著重研究NaOH溶液在去除2014鋁合金試樣表面Al2O3過程中,對(duì)試樣晶間腐蝕的影響。NaOH溶液既能與Al2O3反應(yīng),也可以與鋁反應(yīng),當(dāng)用NaOH溶液清洗試樣時(shí)間過長(zhǎng)時(shí),試樣表面的鋁過多的與NaOH溶液反應(yīng),使試樣表面凹凸不平,造成損傷,表面缺陷增多,從而加重試樣晶間腐蝕程度。故在研究2014鋁合金晶間腐蝕試驗(yàn)中應(yīng)減少NaOH溶液清洗的時(shí)間。
關(guān)鍵詞 2014鋁合金;NaOH溶液;晶間腐蝕
中圖分類號(hào):TG292 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)07-0070-01
2014鋁合金屬于Al-Cu-Mg-Si系鋁合金,2014鋁合金屬于高強(qiáng)度的鋁合金,它具有較高的強(qiáng)度以及硬度,還具有較好的塑性和韌性。因而廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域,近幾年也廣泛用在高鐵的事業(yè)上。但是2014鋁合金熱處理后會(huì)出現(xiàn)不同程度的晶間腐蝕,大大限制了2014鋁合金的應(yīng)用。所以研究2014鋁合金的晶間腐蝕將會(huì)有非常大的工程意義。
1 實(shí)驗(yàn)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
本實(shí)驗(yàn)著重研究NaOH溶液在去除2014鋁合金試樣表面Al2O3過程中,對(duì)試樣晶間腐蝕的影響。在進(jìn)行鋁合金晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)中,第一步需要用NaOH溶液去除試樣表面的Al2O3,以去除腐蝕過程中Al2O3對(duì)基體的保護(hù)作用。但是NaOH溶液既可以與表面的Al2O3反應(yīng),2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+HO2;也可以與基體的鋁反應(yīng),2NaOH+2Al+2HO2==2NaAlO2+3H2。所以試樣在NaOH溶液中清洗的時(shí)間是一個(gè)需要研究的課題,清洗時(shí)間過長(zhǎng)也許會(huì)使試樣表面的鋁過多的與NaOH溶液反應(yīng),使試樣表面凹凸不平,造成損傷,表面缺陷增多,從而加重試樣晶間腐蝕程度。因此,我們進(jìn)行了NaOH溶液清洗2014鋁合金時(shí)間長(zhǎng)短不同對(duì)晶間腐蝕程度的影響實(shí)驗(yàn),以驗(yàn)證我們的假設(shè)。
2 實(shí)驗(yàn)器材和方法
2.1 實(shí)驗(yàn)裝置和試劑
裝置:金相顯微鏡,拋光機(jī),恒溫設(shè)備。
試劑:10%的NaOH溶液,6.5%的HNO3溶液,10%的NaCl溶液。
2.2 實(shí)驗(yàn)材料
本實(shí)驗(yàn)用到的是2014鋁合金軋制板材,其化學(xué)成分見表1。我們將購買的板材切割成若干個(gè)小塊,小試樣的形狀為母指大小的長(zhǎng)方體,然后進(jìn)行表面細(xì)磨和拋光,備用。
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
我們先對(duì)小試樣進(jìn)行了熱處理,經(jīng)過熱處理后的試樣會(huì)沿晶界產(chǎn)生析出物,其抗晶間腐蝕性能會(huì)下降,試樣容易沿著晶界腐蝕進(jìn)去。熱處理的工藝為:505℃*80 min固溶處理+水冷+160℃*12 h時(shí)效處理+200℃*15 min回歸處理+水冷+160℃*12 h時(shí)效處理。然后進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn),每組有6塊小試樣,第一組試樣進(jìn)行2分鐘的NaOH溶液浸泡清洗,第二組試樣進(jìn)行5分鐘的NaOH溶液浸泡清洗。取出試樣用水洗凈,再進(jìn)行6.5%的HNO3溶液短時(shí)間清洗,最后再用水洗凈后進(jìn)行晶間腐蝕實(shí)驗(yàn),將所有試樣懸掛在10%的NaCl溶液中進(jìn)行水浴加熱,溫度維持在35℃,進(jìn)行12小時(shí)的晶間腐蝕[2]。最后進(jìn)行金相組織觀察,對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
將兩組試樣分別進(jìn)行金相組織觀察,可明顯觀察到兩組試樣的晶間腐蝕程度有差別,第一組試樣進(jìn)行2分鐘的NaOH溶液浸泡清洗,其晶間腐蝕的深度較淺,數(shù)量也較少,表明晶間腐蝕程度低,圖1為較清晰的一張晶間腐蝕照片。第二組試樣進(jìn)行5分鐘的NaOH溶液浸泡清洗,其晶間腐蝕深度較深,數(shù)量有所增加,表明晶間腐蝕程度增加,圖2為較清晰的一張晶間腐蝕照片。
圖1 2014鋁合金NaOH溶液浸泡清洗2分鐘晶間腐蝕照片(100倍)
圖2 2014鋁合金NaOH溶液浸泡清洗5分鐘晶間腐蝕照片(100倍)
3.2 實(shí)驗(yàn)分析
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明用NaOH溶液浸泡清洗鋁合金5分鐘會(huì)明顯增大試樣的晶間腐蝕程度,其晶間腐蝕的深度增加,數(shù)量也增多了。表明在用NaOH溶液浸泡清洗的過程中,NaOH溶液確實(shí)與試樣基體的鋁發(fā)生反應(yīng),并且時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)使試樣表面凹凸不平,造成損傷,表面缺陷增多,從而加重了試樣的晶間腐蝕程度,使2014鋁合金的抗晶間腐蝕性能下降。我們總結(jié)出在進(jìn)行2014鋁合金晶間腐蝕試驗(yàn)時(shí),應(yīng)盡量減少NaOH溶液浸泡清洗鋁合金的時(shí)間,不超過2分鐘為宜以減弱NaOH溶液對(duì)試樣表面的損傷。
基金項(xiàng)目
西南交通大學(xué)大學(xué)生科研訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助。
研究課題:2014鋁合金回歸處理的組織與性能分析
項(xiàng)目編號(hào):校級(jí)SRTP項(xiàng)目131002
參考文獻(xiàn)
[1]張永超,陳文思,李春宇,劉亮,董立新.時(shí)效處理對(duì)7A04鋁合金晶間腐蝕性能的影響[J].鋁加工,2013(1):10-12.
作者簡(jiǎn)介
許璐迪(1991-),男,漢族,河南靈寶人,西南交通大學(xué)本科三年級(jí),材料科學(xué)與工程專業(yè)。endprint