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曼彻斯特大学Corros. Sci.:Al-Cu-Li合金腐蚀行为的研究

2017-12-20 11:58:26
作者:本网整理
来源:材料人

近年来,随着航空航天工业的飞速发展,铝铜锂合金作为高性能结构材料正逐步取代传统的高强铝合金,实现航空零部件的轻量化。然而,由于锂元素的存在,合金在使用条件下极易腐蚀。其中,Ti(Al2CuLi),T2(Al5CuLi3)和TB(Al7Cu4Li)等强化析出相的分布对合金的腐蚀行为有着显著的影响。近日,有学者对2A97-T6 Al-Cu-Li合金在NaCl溶液中的腐蚀行为进行了深入的研究。

    【引言】


    近年来,随着航空航天工业的飞速发展,铝铜锂合金作为高性能结构材料正逐步取代传统的高强铝合金,实现航空零部件的轻量化。然而,由于锂元素的存在,合金在使用条件下极易腐蚀。其中,Ti(Al2CuLi),T2(Al5CuLi3)和TB(Al7Cu4Li)等强化析出相的分布对合金的腐蚀行为有着显著的影响。近日,有学者对2A97-T6 Al-Cu-Li合金在NaCl溶液中的腐蚀行为进行了深入的研究。


    【成果简介】


    近期,来自英国曼彻斯特大学的Xiaorong Zhou (通讯作者)等人在Corros. Sci.上发布了一篇关于Al-Cu-Li合金腐蚀行为的文章,题为“Corrosion behaviour of 2A97-T6 Al-Cu-Li alloy: The influence of non-uniform precipitation”。作者研究了T3状态下2A97Al-Cu-Li合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为。研究结果表明,当在晶界处仅存在低密度的离散T1相沉淀物时,高密度的位错墙与亚晶界对沿晶腐蚀有着显著的影响。在片材制造期间引入合金的局部塑性应变导致合金在老化期间晶粒内部形成致密的T1(Al2CuLi)相沉淀带和无沉淀带,致密沉淀带中的T1相优先溶解从而导致合金发生晶内腐蚀。


    [致歉:很抱歉,未能找到通讯作者Xiaorong Zhou的确切中文名字,小编表示诚挚的歉意!]


    【图片导读】


    图1 2A97-T6合金的微观结构


1

 

    (a) 电解抛光后样品的背散射电子显微照片;


    (b) 高分辨率SEM显微照片;


    (c) 合金基体的明场TEM显微照片;


    (d) (c)中所示区域获得的沿[011] Al带轴的衍射图案。


    图2 2A97-T6合金SEM图像


2

 

    (a) 2A97-T6合金表面的高分辨率扫描电子显微照片;


    (b) (a)中的方框区域放大倍数增加,在晶粒内部存在致密的沉淀带。


    图3 样品NaCl溶液中浸泡5h后的显微照片


3

 

    (a-b) 样品表面SEM图;


    (c-d) 样品横截面SEM图。


    图4 腐蚀带区域的EBSD分析


4

 

    (a) 2A97-T6合金局部腐蚀部位的SEM图;


    (b) 晶粒取向图。


    图5 样品腐蚀部位的STEM图像


5

 

    (a) 2A97-T6合金腐蚀带的高角环形暗场像-扫描透射电子显微镜(HAADF-STEM)照片;


    (b) (a)中方框区域放大后的HAADF照片;


    (c) (b)中框架区域的电子能量损失谱。


    【小结】


    1、2A97-T6 Al-Cu-Li合金中T1相析出物分布不均匀。在选定的晶粒中存在致密的沉淀带和无沉淀条带。由于在轧制方向上不同取向的晶粒具有不同数量的滑移系统,因而T1相析出物的非均匀分布和在轧制过程中引入到选定晶粒中的局部塑性应变有关。


    2、合金在NaCl溶液中浸泡时,T1相在致密沉淀带中优先溶解从而导致合金的晶内腐蚀。晶内腐蚀以腐蚀带的形式传播,其宽度与致密沉淀带的宽度相似。


    3、合金基体在致密沉淀带内发生溶解,使得腐蚀坑被台阶状壁限制。2A97-T6合金中凹坑的形状与纯铝中的半立方形晶体凹坑相比较为不规则。


    文献链接:Corrosion behaviour of 2A97-T6 Al-Cu-Li alloy: The influence of non-uniform precipitation (Corros. Sci., 11 December, 2017 , DOI: 10.1016/j.corsci.2017.12.010)

 

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责任编辑:王元

 


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标签: 航空航天, Al-Cu-Li合金, 轻量化, 腐蚀研究

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