高強(qiáng)鋁合金應(yīng)力腐蝕開裂過程中的電化學(xué)行為研究.pdf

1、本文研究了 AA7A04高強(qiáng)鋁合金應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）過程中的電化學(xué)與微觀形貌特征。通過自制的C型環(huán)電解池，研究加載應(yīng)力為90％屈服強(qiáng)度的AA7A04鋁合金恒應(yīng)變 C型環(huán)試樣在3%NaCl溶液中 SCC裂紋的萌生和擴(kuò)展過程，采用電化學(xué)噪聲(ECN)和3D顯微鏡實(shí)時監(jiān)測裂紋發(fā)展不同階段的噪聲峰和腐蝕形貌，并對 ECN進(jìn)行譜圖和時域統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，伴隨著裂紋的萌生和發(fā)展，出現(xiàn)了明顯的規(guī)律性電流與電位噪峰，且這些噪聲峰的出現(xiàn)頻率和時間與

2、3D顯微鏡所觀測到的C型環(huán)裂紋的萌生與長大具有良好的一致性。通過對噪聲峰的峰形及壽命分析，發(fā)現(xiàn)裂紋的萌生與成長并不是連續(xù)發(fā)生的，而是表現(xiàn)出明顯的階段性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，恒應(yīng)變試驗(yàn)后期，隨著C型環(huán)的應(yīng)力松弛，裂紋的縱深發(fā)生幾乎停止，但仍然可以捕捉到密集的短時電流噪聲峰，這些噪聲峰可能與裂紋側(cè)壁的亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕生長過程有關(guān)。
　　本文采用慢應(yīng)變速率拉伸(SSRT)技術(shù)和ECN研究了AA7A04鋁合金在3.5%NaCl溶液中 SCC不同階段

3、的噪聲峰特征，并對 ECN進(jìn)行了譜圖和時域統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拉伸試樣在彈性變形階段是以點(diǎn)蝕噪聲峰為主；當(dāng)拉伸應(yīng)力過了屈服強(qiáng)度以后，基線電流出現(xiàn)較大波動，并出現(xiàn)電流特征峰，此時試樣進(jìn)入裂紋快速擴(kuò)展階段；當(dāng)拉伸應(yīng)力過了最高拉伸強(qiáng)度后基線電流波動幅度減小，電流特征峰消失，此時試樣進(jìn)入了快速斷裂階段。
　　采用SSRT研究了AA7A04鋁合金在不同極化電位、不同溫度和不同含氧量溶液中的SCC敏感性，發(fā)現(xiàn)陰極極化和陽極極化均會增加SCC敏

4、感性，陰極極化增強(qiáng)了氫脆作用，陽極極化加速了陽極溶解；隨著溫度的升高，試樣陽極溶解加快，SCC敏感性增強(qiáng)；氧濃度下降，表面基體的陰極反應(yīng)受到抑制，裂尖陽極溶解失去的電子不能及時被消耗，裂紋擴(kuò)展速率下降SCC敏感性降低，反之，氧濃度升高，SCC敏感性增大。
　　通過研究鈰鹽、8-羥基喹啉、NaF對AA7A04光滑試樣和缺口試樣SCC的緩蝕作用，發(fā)現(xiàn)鈰鹽、8-羥基喹啉對光滑試樣緩蝕效果較好，對缺口試樣緩蝕效果較差，而NaF對光滑試樣緩