2024鋁合金在模擬大氣環境下的腐蝕性分析

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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境，分析導致2024鋁合金存在腐蝕性的因素，進而提出科學應對策略，降低腐蝕問題發生幾率，為未來工業生產奠定良好的技術指導基礎，滿足實際的生產工作需求。本次研究也充分表明腐蝕后的物質可以阻止之后的腐蝕問題，有助于樣本物質后續的保存需求。在腐蝕氛圍當中，降低阻礙物質標準，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。

關鍵詞：2024鋁合金；模擬；大氣環境；腐蝕性

中圖分類號：TG172.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0071-02

從建筑業、交通業和航空航天業的發展角度進行分析和觀察能夠發現，生產應用的2024鋁合金存在腐蝕情況，可能降低使用壽命，本次研究就針對這一情況進行分析，希望能夠科學應對腐蝕問題。

1 實驗研究

1.1 實驗材料

根據本次研究需求進行科學的研究流程設計，在設計的過程當中需要選擇符合實驗需求的材料。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。開展實驗之前要執行到腐蝕之前實驗樣本的固溶處理，并且需要關注到實驗樣本處理應用的時效性。實施固溶的溫度為495℃，實際的處理時間為96小時，處理的強度在460到490MPa范疇當中。實驗當中應用的材料具有化學成分，其質量分數分別為1.65Mg，0.21Sl，0.06Tl，0.16Zn，4.62Cu，0.8Mn，0.26Fe，0.06Nl[1]。采取熱處理的干預方式能夠得到晶粒組織，研究獲得試驗的腐蝕樣品，其常規規格為50×25×6毫米，樣品外表呈現出設備加工的情況，光潔程度顯示為3.2。

1.2 試驗方法

將2024鋁合金50塊進行分組，試驗樣品分組進行清洗，并采取烘干的方式整理試驗樣品。將以上收集到的試驗樣品放置在不同的氛圍環境當中，觀察影響樣本出現腐蝕情況的影響因素，研究可應用鹽霧濕熱設備執行腐蝕試驗操作。在實驗過程中需要將沉降的數據控制在60到80g/分鐘的范疇之內[2]。等到腐蝕試驗結束之后取出樣本，采取清洗方式消除樣本的腐蝕殘留物質，再進行烘干操作，使用儀器量取樣本腐蝕的深度。在每個實驗樣本的相同位置取樣，樣本大小為5×5×2毫米，取得樣本需要進行封包，并進行打磨和電鏡觀察掃描，在觀察樣本的過程中能夠發現實驗樣本表面的微觀腐蝕情況。

2 研究結果與探討

2.1 相對濕度對腐蝕性的影響

研究表明，不同的濕度對于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呈現出更大的變化情況。針對濕度增長情況進行分析和觀察能夠發現，增長到100%的情況下，腐蝕的坑洞深入也會明顯的增加[3]。實驗研究中發現，因為濕度存在相對降低的情況可能導致實驗的樣本呈現出外表面的水膜厚度降低情況，將Cl-和SO2作為腐蝕性的介質會降低水膜的溶合程度，進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，就會呈現出水膜的厚度提升的情況，在水膜層面當中存在的腐蝕性介質也會伴隨水膜的厚度呈現出提升的情況，進而導致實驗樣本會出現與腐蝕性介質濃度相融合的情況，這樣就會提升腐蝕的程度，而且實際的提升效率非常高。伴隨水膜的厚度增加，也會呈現出氧化向陰極拓展的情況，而實際的變化效率也呈現出遭到阻礙降低的情況，腐蝕的情況會受到陰極的反應的速度影響。與此同時，腐蝕產生的物質在樣本表面呈現出堆積的情況[4]。

2.2 溫度對腐蝕性的影響

研究發現，腐蝕的程度會根據實驗反應中存在的溫度變化而改變，普遍呈現出的情況就是溫度提升就會導致腐蝕的程度加深。然而，其他條件因素不發生變化，腐蝕的程度也會呈現出逐漸降低的情況，腐蝕后的坑洞情況也會發生明顯的效率變化情況。在不同的環境和氛圍當中，相對濕度的元素對于腐蝕試驗變化的情況存在明顯的影響，如果環境氛圍元素呈現出上升的情況，腐蝕的坑洞深入和情況也會呈現出明顯的變化幅度[5]。使用阿雷尼烏斯計算公式進行研究，能夠發現溫度對于化學反應具有明顯的影響作用，在反應物質和生成物質擴散的過程中，會呈現出效率的變化情況。溫度每上升10℃，化學反應的速度就可能發生常規溫度反應效率的2到3倍作用。然而，在溫度過高，就會導致水膜的溶解氧物質含量呈現出降低的情況，也會阻礙陰極反應問題。

2.3 濃度對腐蝕性的影響

腐蝕反應產生的坑洞情況會受到濃度的影響和干預，增加反應情況的現象與溫度對腐蝕造成坑洞情況的影響比較類似，實際的化學反應情況會跟隨腐蝕液體的濃度發生變化而變化，如果濃度增加就會呈現出增加的情況，而增加的速度會呈現出下降的情況[6]。濃度具有上升的情況主要就是為了在腐蝕試驗過程中協助實驗的環境反應，進而增加腐蝕的介質濃度水平。例如，在實驗反應過程當中，Cl-的濃度發生變化，就會非常容易和鋁合金表面的氧化膜產生吸附情況，一旦發生這樣的問題就會導致實際的生產應用需求受到阻礙影響，并且會與基本反應體呈現出Al3+，或者是Al（OH）3呈現出反應的具體情況，進而影響鋁合金外部出現氧化膜破損的情況，進而導致樣本本身不存在保護作用，會提升基本體的溶解反應效率。

2.4 多因素綜合對腐蝕性影響

在相對濕度比較高的氛圍當中，溫度和腐蝕導致出現的坑洞深度都會呈現出明顯被影響的情況和問題。然而，如果環境中的相對濕度比較低，呈現出腐蝕坑洞影響效果就不會特別的明顯。在實驗反應過程當中發現，環境的溫度可能對實驗樣品的外部水膜造成含氧量的影響，進而會導致陰極反應的速度發生變化。在同樣的水膜厚度情況中，濃度高的腐蝕性液體會呈現出腐蝕介質的濃度相對較高的情況，進而影響腐蝕的水膜情況，腐蝕的程度和速度也會發生比較明顯的變化情況。就相對濕度、濃度和溫度進行深入分析，可以發現存在以上三種因素可能導致腐蝕造成的坑洞情況，而因為三種因素的影響也會導致腐蝕情況發生的程度更為嚴重，說明存在的影響性比較明顯，存在協同的影響作用，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生腐蝕反應。

2.5 腐蝕外貌探討

不同的環境氛圍下產生的腐蝕情況也存在差異性，研究發現，2024鋁合金在腐蝕的過程當中存在比較多晶間腐蝕情況，觀察腐蝕情況能夠發現樣本外表呈現出圓形或者是橢圓形的紋路，紋路情況呈現出龜裂特征。出現腐蝕情況下也會偶爾出現絮狀的白色腐蝕產物，長期的堆積情況會導致實驗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準差異性，并逐漸上升。龜裂的紋路會不斷的加深并拓寬，而且腐蝕導致出現的產物也會不斷的增加。實驗應用的樣品外部也會出現粗糙程度逐漸深化的情況，并且會出現局部破損的問題。實驗使用的樣品鋁合金需要經過熱壓力的處理，晶間腐蝕會根據軋的軌跡不斷發展。在晶間腐蝕中存在CuAl2的沉淀物，影響出現晶界的貧銅情況發生，最終發生剝蝕情況。

3 結語

綜合所述，相對的濕度對于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致的腐蝕情況一致。另外，相對的濕度、濃度和溫度對2024鋁合金產生腐蝕性存在協同作用，并顯現出明顯的影響作用。晶間腐蝕會沿著軋的方向拓展，并造成剝蝕情況。

參考文獻

[1]易奎楊.不同硅含量鋁合金微弧氧化膜層的制備及耐磨耐腐蝕性能[D].哈爾濱工業大學，2016.

[2]陳思屹.ADC12鋁合金上稀土鈍化膜制備工藝與防腐蝕性能的研究[D].重慶大學，2016.

[3]王璐.6061-T6鋁合金的耐腐蝕性能及在鋼筋混凝土結構中的應用研究[D].長安大學，2016.

[4]劉園園.2024-T3鋁合金表面磁控濺射沉積氧化鈰基涂層的制備及耐腐蝕性能研究[D].重慶大學，2016.

[5]邱驥，帥剛，蔡嘉輝.鋁合金焊接區噴射式微弧氧化陶瓷層耐腐蝕性研究[J].表面技術，2015，（12）：116-121.

[6]楊敏杰.噴射成形7055鋁合金型材抗腐蝕性能研究及機理分析[D].蘭州理工大學，2014.