淬火转移时间对是否含Zr的铝合金腐蚀区别
淬火转移时间对是否含Zr的铝合金腐蚀区别在于：含有Zr的能够阻碍再结晶从而提高铝合金的抗晶间腐蚀能力。淬火转移时间;晶间腐蚀抗力;晶界无沉淀析出7000 系铝合金是重要的航空材料,但该合金存在淬火敏感性。淬火转移时间是7000,晶间腐蚀刚放入溶液时所有试样表面都可观察到少量气泡,0.5h 后有大量气泡,其中淬火转移时间为40s和80s 的试样表面开始变成黄褐色,并 附有一些白色物质,其他试样表面变化不明显。试样浸泡1h 后,仍有大 量气泡,溶液变的很混浊,所有试样表面都变成黄褐色,并附有白色物 质。试样浸泡6h 后都发生了不同程度的腐蚀。在整个过程中,无Zr 合金的腐蚀速度较含Zr合金的快;随着淬火转移时间的延长,合金的腐 蚀速度也增加,尤其是淬火转移时间大于20s 的合金。
无Zr和含Zr试验方法试验用7055铝合金的两种合金为:Al28Zn22Mg22.3Cu Al28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr,Fe+Si含量低于0115%(质量分数,下同)。采 用电阻炉熔炼,浇注成截面为20mm150mm,长为200mm的铸锭。铸锭以018/min的速率升温至465均匀化处理,保温24h 后于空气中 自然冷却。在420预热2h后,铸锭轧成215mm厚的板材。板材试样经47060min 固溶后取出,在 空气中分别停留2、5、10、20、40、80s(淬火转移时间),然后淬入水 中,而后立即进行12124h 人工时效。 时效试样的晶间腐蚀试验按照GB7998287 进行。浸泡溶液为:57g 的NaCl+10mL 的H2O2+1000mL 蒸馏水。在(352)温度下,浸泡6h, 面容比小于2dm2/L。
淬火转移时间对Al28Zn22Mg22.3Cu合金的晶界腐蚀形貌 的影响 淬火转移时间小于20s 时,无Zr 合金的晶间腐蚀比较轻微,腐蚀沿 表面不连续分布,大于20s时,晶间腐蚀明显变严重,不但腐蚀 深度大大增加,而且沿表面连续分布,由于腐蚀沿着晶界发生,可以清晰地衬托出晶粒的形状和尺寸大小。对试样多个视场 进行观察,测量其腐蚀深度,得到腐蚀深度的最大值和平均值,并据此 判定晶间腐蚀等级。
淬火转移时间对Al28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr合金的晶界腐 蚀形貌的影响 可知,随着淬火转移时间的延长,合金晶间腐蚀深度的最大值和平均值都增加。淬火转移时间从2s 增加 至10s 时,腐蚀深度增加幅度不大,腐蚀等级均为4级。淬火转移时间 增加至20s 时,腐蚀的最大和平均深度都约为2s 淬火转移时间为40s和80s时,加,约为20s Al28Zn22Mg22.3CuAl28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr淬火转移 最大深度/平均深度/最大深度/平均深度/ 时间/s 等级等级(a)Al28Zn22Mg22.3Cu(b)Al28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr 合金的金相组织(a)2s(b)80s不同转移时间下Al28Zn22Mg22.3Cu合金时效后的 TEM照片 含Zr 合金的晶间腐蚀也随着淬火转移时间延长而变得严重, 这种变化在大于20s 时很明显。淬火转移时间为2s 时,只观察到轻微 的晶间腐蚀,分布不连续,5s 和10s 时,晶间腐蚀增多,腐蚀深 度有所增加,但分布仍不连续。20～80s 时,晶间腐蚀深度大大增加,沿 表面呈连续分布;并可明显看出晶粒形状。根据定量结果可知,转移时间为10s 时晶间腐蚀的最大和平均深度约 为2s 倍;20s时的最大和平均深度较10s 时增加了一倍,虽然两 者的腐蚀等级都是4 级;淬火转移时间继续延长时,最大和平均腐蚀深 度都有所增加,但幅度不大。2.2 组织观察 界无沉淀析出带很窄,淬火转移时间为80s 时,晶界无沉淀析出带明显宽化,晶界第二相尺寸不均匀,分布不连续。对于含Zr 合金,淬火转移时间为2s 时,基体中强化相细 小弥散,晶界上的第二相尺寸均匀,分布连续,无沉淀析出带很窄,淬火转移时间为80s 时,基体中强化相密度很低,尺寸较大,晶界上的 第二相明显粗化,分布不连续,无沉淀析出带宽化。无Zr合金固溶后发生了完 全再结晶,晶粒较粗大。含Zr合金固溶后发生了部分再结晶, 经GraffSargent试剂浸蚀后,再结晶晶粒呈白色,未再结晶晶粒呈黑色, 包含许多亚晶,这是由于Zr 阻碍再结晶,细化晶粒的作用。对于无Zr 合金,淬火转移时间为2s。
淬火转移时间对晶界析出的影响 在合金进入水中之前处于空冷状态,冷却速率很小,转移时间延长时,平衡第二相有充分的时间在晶界 上形核并在一定程度上长大。时效时这些第二相可吸,同时导致晶界附近溶质贫乏加剧,并使得晶界上其他部分 新的第二相析出困难,因此得到的晶界析出相尺寸差别大且分布不连 续[12～14]。从图4 中可以清楚地看出淬火速率对晶界析出相的影响。合金淬火后不同区域得到的过饱和空位浓度不同。晶界是空 位阱,合金冷却过程中空位向晶界扩散而造成晶界附近空位浓度的降低;而远离晶界的地方空位无处扩散因而浓度较高,从而形成一定的浓 度梯度。淬火转移时间越长,在空气中停留越久,更多的空位可扩散并消失在晶界,晶界附近空位贫乏越严重。在时效时,低于临界空位浓度 的区域内不能析出GP 带[14],因此淬火转移时间越长,越大。此外,程度 的宽化。
本文由丹阳市电炉厂有限公司于2019/8/10 23:41:34整理发布。
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