发布时间：2022-01-21点击：2726
根据惯用的估算方法，，，，，，每年中国因腐蚀造成的直接经济损失约占GDP（国民生产总值）的3%，，，，，，因腐蚀消耗的钢材为年产量的1/3左右，，，，，，其中约占总产量的1/10是不可回收利用的。。。 。 。铝及铝合金的抗腐蚀性能比钢高得多，，，，，，腐蚀损耗也比钢小得多，，，，，，但不管什么金属材料，，，，，，也不管它有多高的抗蚀性，，，，，，在使用中总会或多或少地产生腐蚀损耗。。。 。 。每年铝的腐蚀损耗约为当年铝产量的0.5%。。。 。 。2020年，，，，，，中国原铝产量3730万吨，，，，，，照此估算，，，，，，铝的腐蚀损耗约18.65万吨。。。 。 。
铝及铝合金的腐蚀主要有点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀开裂、层状腐蚀等。。。 。 。6000系合金在变形铝合金中是产量***大的，，，，，，它的抗腐蚀性能虽不如1000系、3000系、5000系铝合金，，，，，，但却比2000系及7000系铝合金要高得多。。。 。 。6000系合金的晶间倾向也比较大，，，，，，对重要结构用的6000系铝合金材料应进行晶间腐蚀敏感性评估。。。 。 。
一、铝腐蚀的分类
从腐蚀的形貌看，，，，，，铝的腐蚀可分为***腐蚀和局部腐蚀，，，，，，前者又称均匀腐蚀，，，，，，也称整体腐蚀，，，，，，是指与环境相接触的材料表面均匀腐蚀而受到损耗。。。 。 。铝在碱性溶液中的腐蚀就是典型的均匀腐蚀，，，，，，如碱洗，，，，，，腐蚀结果是铝表面以近似相同的速率变薄，，，，，，质量减轻。。。 。 。但应当指出，，，，，，绝对的均匀腐蚀是不存在的，，，，，，厚度的减薄各处不尽相同。。。 。 。局部腐蚀是指腐蚀的发生局限在结构的特定区域或部位上，，，，，，又可分为如下几类：
01.点蚀
点蚀发生在金属表面极为局部的区域内或部位上，，，，，，造成洞穴或坑点并向内部扩展，，，，，，甚至造成穿孔。。。 。 。若坑口直径小于点穴深度时，，，，，，称为点蚀；；； ；；；；若坑口直径大于坑的深度时，，，，，，可称为坑蚀。。。 。 。实际上，，，，，，点蚀与坑蚀并无严格界限。。。 。 。
铝在含氯化物的水溶液中所发生的为典型的点腐蚀。。。 。 。在铝的腐蚀中，，，，，，点腐蚀***常见，，，，，，是由于铝的某一区域的电位与基体电位不同引起的，，，，，，或由电位与铝基体电位不同的杂质存在引起的。。。 。 。
02.晶间腐蚀
此种腐蚀是在晶�；；； ；；；；蚓灞旧砦词艿矫飨郧质辞榭鱿�，，，，，，发生在金属或合金晶界处的一种选择性腐蚀，，，，，，会使材料力学性能剧降，，，，，，以致造成结构损坏或事故。。。 。 。
晶间腐蚀原因是在某些条件下晶界很活泼，，，，，，如晶界处有杂质，，，，，，或晶界处某一合金元素增多或减少，，，，，，也就是说晶界上必须有一层薄薄的对铝的其余部分呈电负性的区域，，，，，，它优先腐蚀。。。 。 。高纯铝在盐酸中及高温水中可发生这类腐蚀，，，，，，AI-Cu、AI-Mg-Si、Al-Mg、Al-Zn-Mg合金都对晶间腐蚀敏感。。。 。 。
03.电偶腐蚀
电偶腐蚀也是铝的一种特征性腐蚀形态。。。 。 。当一种不太活泼的金属和一种比较活泼的金属如铝（阳极）在同一环境中相接触时或有导体相联时，，，，，，形成电偶并引起电流的流动，，，，，，从而造成电偶腐蚀。。。 。 。电偶腐蚀又称双金属腐蚀或接触腐蚀。。。 。 。铝的自然电位很负，，，，，，当铝与其它金属接触时，，，，，，铝总是呈阳极，，，，，，腐蚀加速，，，，，，几乎所有铝及铝合金都无法避免电偶腐蚀。。。 。 。相接触的两种金属的电位差越大，，，，，，电偶腐蚀也越严重。。。 。 。应特别注意的是，，，，，，在电偶腐蚀中，，，，，，面积因素极为重要，，，，，，大阴极和小阳极是***不利的搭配。。。 。 。
04.缝隙腐蚀
同种或异种金属相接触，，，，，，或金属与非金属相接触，，，，，，就会形成缝隙，，，，，，就会在缝隙处或其邻近处产生腐蚀，，，，，，缝隙外没有腐蚀，，，，，，是由于缝隙内氧的缺乏引起的，，，，，，因为此时形成浓差电池。。。 。 。缝隙腐蚀与合金种类几乎无关，，，，，，即使非常耐蚀的合金也会发生。。。 。 。缝隙顶端酸性环境是腐蚀原动力，，，，，，是沉积物（垢）下腐蚀的一种，，，，，，6063合金建筑铝型材表面灰浆下腐蚀是一种极为普通的垢下缝隙腐蚀。。。 。 。法兰连接面、螺母紧固面、搭接面、焊缝气孔、锈层下与沉层在金属表面的淤泥、积垢、杂质等都会引发缝隙腐蚀。。。 。 。
05.应力腐蚀开裂
应力腐蚀开裂是拉应力和特定腐蚀介质共存时引起的腐蚀开裂。。。 。 。应力可以是外加的，，，，，，也可以是金属内部的残余应力，，，，，，后者可能产生于加工制造时的形变，，，，，，也可以产生于淬火时的剧烈温度变化，，，，，，还可能是内部结构改变引起体积变化造成的。。。 。 。
铆接、螺栓紧固、压入配合、冷缩配合造成的应力也是残余应力，，，，，，当金属表面的拉应力达到屈服强度Rp0.2时就会产生应力腐蚀开裂，，，，，，2000系及7000系铝合金厚板在淬火时都会产生残余应力，，，，，，应在时效处理前通过预拉伸消除，，，，，，以免加工航空器零件时产生变形或甚至带到零件中去。。。 。 。
06.层状腐蚀
又称为剥层、剥落、成层腐蚀，，，，，，可简称为剥蚀，，，，，，是2000系、5000系、6000系及7000系合金的一种特殊的腐蚀形态，，，，，，多见于挤压材，，，，，，一旦发生可像云母一样一层一层地往下剥离。。。 。 。
07.丝状腐蚀
是一种可在铝材漆膜或其他涂层下呈蠕虫状发展的腐蚀，，，，，，但未发现阳极氧化膜下的这种腐蚀，，，，，，一般发生于航空器铝结构件与建筑或结构铝件涂层之下。。。 。 。丝状腐蚀与材料成分、涂覆前预处理和环境因素有关。。。 。 �；；； ；；；；肪骋蛩厥侵肝露取⑹取⒙然锏取�。。 。 。
二、6000系合金的晶间腐蚀
在当今应用的变形铝合金中，，，，，，应用***广的是热处理可强化的6000系合金，，，，，，它们是一类Al-Mg-Si系与Al-Mg-Si-Cu系合金。。。 。 。2018年在美国铝业协会（The Aluminum Association，，，，，，Inc.）公司注册的常用及非常用合金共706个，，，，，，其中6000系合金***多，，，，，，有126个，，，，，，占18%，，，，，，在建筑工业、结构领域与交通运输装备方面获得了广泛的应用，，，，，，因为它们具有良好的加工成形性能、适中的强度与***的抗腐蚀性能。。。 。 。但如果合金成分配比不恰当，，，，，，或热处理参数选择不合适，，，，，，或加工成形欠妥，，，，，，那么在含氯的环境中就会出现晶间腐蚀。。。 。 。
在多数情况下，，，，，，晶间腐蚀出现于含少量铜和Si/Mg高的合金中，，，，，，通常大多数含铜合金的铜含量都不大于0.4%，，，，，，只有6013、6113、6056、6156等4个合金的铜含量高达1.1%，，，，，，向Al-Mg-Si合金加铜是为提高合金的力学性能。。。 。 。研究发现，，，，，，凡是有晶间腐蚀敏感性的合金，，，，，，用高分辨率扫描透射电镜观察时，，，，，，往往发现有富铜的偏析层和阴极性Q相沉淀物。。。 。 。Q相是一种四元金属间相，，，，，，分子式为Cu2Mg8Si5Al4，，，，，，沿着晶界析出，，，，，，使邻近的固溶体发生阳极溶解，，，，，，形成无析出物带（spancipitate free zone）。。。 。 。
三、晶间腐蚀敏感性检验
确定铝合金的晶间腐蚀敏感性常用的检验方法有两种：现场�。。 。 。ㄒ巴猓┦匝椋�fieldtest）与加速沉浸试验。。。 。 。在加速试验时，，，，，，为了加快腐蚀进行，，，，，，往往采用含有盐酸的氯化钾溶液（ISO 11846 Method B）或加有过氧化氢的氯化钾溶液（ASTM G110）。。。 。 。试验后对试样横截面进行金相观察或测定其力学性能损失。。。 。 。
ISO 11846加速试验结果与海洋气氛现场试验结果有着高度的一致性，，，，，，但晶间腐蚀敏感性铝材在加速试验时，，，，，，在靠近试样表面的几乎所有晶界都发生严重的腐蚀（均匀晶间腐蚀），，，，，，而现场试验试样表面仅在有限的地区发生腐蚀（局部腐蚀）。。。 。 。尽管如此，，，，，，加速试验仍是能准确地判断材料是否有晶界腐蚀的标准方法。。。 。 。
汽车工业常按ISO 11846 Method B标准判断6000系铝合金是否有晶间腐蚀。。。 。 。按此标准试验时，，，，，，首先将小试样（表面积＜20cm2）全浸于室温酸性氯化钠溶液（pH＝1）中24小时，，，，，，然后进行金相检验，，，，，，以确定腐蚀类型（点蚀还是晶间腐蚀），，，，，，另外还需确定腐蚀破坏表面百分数和***大腐蚀深度。。。 。 。
***近的研究显示，，，，，，允许对试验条件做一些较大的变动，，，，，，不会对试验结果再现性有大的影响。。。 。 。特别是标准规定电解质体积对试样表面积之比不得小于5mL/cm2，，，，，，否则对晶间腐蚀速度的影响很大。。。 。 。
试样表面发生腐蚀的条件是必须存在阴极反应（析出氢，，，，，，氧减少），，，，，，试验溶液的pH值随着时间延长而上升，，，，，，使电解质腐蚀下降。。。 。 。在8系列变形铝合金中，，，，，，6000系合金是一类Al-Mg-Si（Cu，，，，，，Zn）系合金，，，，，，是***易发生晶间腐蚀的合金之一，，，，，，也就是说该系合金有相当强的晶间腐蚀敏感性。。。 。 。为了检验6000系合金晶间腐蚀倾向，，，，，，一个***有效的方法是在ISO 11846标准试验后进行碱液浸蚀再进行除污处理，，，，，，除污处理用浓硝酸液。。。 。 。不过在温度50~60℃、质量分数5%~10%的NaOH溶液中浸蚀2~5min，，，，，，对试验结果会有所影响。。。 。 。一种有效的替代碱浸蚀的工艺是用硝酸/氢氟酸溶液，，，，，，能有效地清除表面上富铁原生质点上的铝。。。 。 。大家知道，，，，，，铝质点能加速铝合金在氯化物溶液的腐蚀，，，，，，因为它们是局部的显微阴极，，，，，，同时这些质点还是晶间腐蚀的发源地。。。 。 。与在碱液中的腐蚀相比，，，，，，合金在硝酸/氟化物液中的腐蚀要缓慢一些。。。 。 。
6000系合金既是一类应用广、产量大、品种（牌号）多的变形铝合金，，，，，，也是晶间腐蚀敏感性大的变形合金之一，，，，，，但是只要生产中严格遵守工艺规范，，，，，，特别是热处理工艺，，，，，，结构设计合理，，，，，，制造精良，，，，，，这种腐蚀完全可以避免。。。 。 。6000系铝合金结构、零部件的晶间腐蚀敏感性还与其工作环境密切相关，，，，，，在设计结构时，，，，，，宜给予充分注意。。。 。 。
来源：材易通
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