加约１５０Ｎ的预加载荷以消除减速齿轮、夹具等的 间隙，应变速率为３．３３×１０山Ｓ～，环境分别为空 气和３．５％ＮａＣｌ溶液。仪器自动记录整个应力腐蚀
金相组织观察在光学显微镜上进行，浸蚀剂为
１％氢氟酸（ＨＦ）＋１．５％盐酸（ＨＣＩ）＋２．５％硝酸 （ＨＮＯ，）＋９５％水的混合酸溶液。ＴＥＭ显微组织观 察在Ｈ一８００透射电子显微镜上进行，加速电压 为２００ｋＶ。 １．３电化学测试 切取预拉伸变形后经退火的片状拉伸样品，经 过打磨，机械抛光，蒸馏水冲洗，无水乙醇脱脂，
１ ８０
行为的影响研究较少。为此，本文通过对比两种不 同镁含量铝合金的应力腐蚀敏感性，研究合金成分
对铝镁合金应力腐蚀行为的影响。
ｌ材料及试验
１．１材料准备
实验材料为５０８３和５Ａ３０铝合金挤压型材，合
Ｌｗ
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均匀变形，预拉伸变形量为１０％，然后２２０。１２稳定 化退火２小时。
３．５％ＮａＣｌ溶液中进行ＳＳＲＴ试验，应变速率为 ３．３３×１０“Ｓ～，应力一应变曲线如图４所示。由
图４可见试样在溶液中的延伸率明显低于空气中 的，抗拉强度也比空气中的有不同程度的降低，这
说明５０８３和５Ａ３０铝合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中具有 应力腐蚀敏感性。 为了表征铝合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中的ＳＣＣ敏
拉伸过程数据，试样断裂后迅速取下，用蒸馏水冲
洗断口，再放在丙酮中用超声波清洗，吹干后放入 干燥皿中，在Ｈｉｔａｃｈｉ Ｓ一３４００Ｎ扫描电镜进行断口 形貌分析，加速电压为２０ｋＶ。
非工作表面用环氧树脂封涂，有效面积约ｌｃｍ２，晾 干备用。极化曲线测试采用三电极测试体系，其中
工作电极为待测合金样品，对比电极为铂电极，参
Ａｌ。）、（ＦｅＭｎ）ＡＩ。、Ｍｇ：Ｓｉ，基体晶粒呈扁平状，晶
粒明显沿挤压方向有伸长变形，Ｂ相在伸长的晶粒 内部及晶界均有析出，沿挤压方向发生伸长变形， 第二相在晶内及晶界均有析出。５Ａ３０铝合金的组 织较５０８３铝合金更均匀，晶粒尺寸更小，而析出 相Ｂ数量多，因此５Ａ３０铝合金的抗拉强度及延伸 率均比５０８３铝合金高。
ｈａｄ
ａ
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｐｏｔｅｎｔｉａｌｓ，ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｅｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｅ
ａ
ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗａｔｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ５Ａ３０
ｈａｄ
ａ
ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ５０８３ ａｎｄ ５Ａ３０ ｗｅｒｅ ｂｏｔｈ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅ ｔｏ ＳＣＣ ｉｎ
ｓｔｒａｉｎ
ｒａｔｅ
ｔｅｎｓｉｏｎ；ｓｔｒｅｓｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｃｒａｃｋｉｎｇ ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ
Ａ１・Ｍｇ系铝合金具有中等强度、良好的塑性、
抗蚀性及可焊性，是常见的船舶用铝合金…。该系
Ｄ．Ｔａｎｇｕｙ报导了氢对Ａ１－５Ｍｇ合金发生沿晶应力腐
蚀的作用㈣，但目前合金成分对铝镁合金应力腐蚀
图２
５０８３与５Ａ３０铝合金的ＴＥＭ形貌
（ａ），（Ｃ）５０８３；（ｂ），（ｄ）５Ａ３０
ｏｆ ５０８３ ａｎｄ ５Ａ３０ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙｓ
Ｆｉｇ．２
ＴＥＭ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ
（ａ），（Ｃ）５０８３；（ｂ），（ｄ）５３．３０
２．２阳极极化行为对比 ５０８３和５Ａ３０铝合金的阳极极化曲线如图３所
的矩形试样进行ＳＳＲＴ测试。试样用６００＃～１０００＃
砂纸打磨，然后用丙酮清洗，再用蒸馏水清洗并吹
图１
Ｆｉｇ．１
５０８３和５Ａ３０铝合金的金相显微组织
（ａ）５０８３；（ｂ）５Ａ３０ ｏｆ ５０８３
ＯＭ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ａｎｄ
５Ａ３０ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙｓ
（ａ）５０８３；（ｂ）５Ａ３０
ａｎｄ
５Ａ３０
ａｌｕｍｉｎｕｍ
ａｌｌｏｙｓ
１８３
５０８３与５Ａ３０铝合金应力腐蚀行为对比 ５Ａ３０铝合金断口呈现局部沿晶界或相界开裂形貌， ５Ａ３０铝合金脆断特征更明显，这表明５Ａ３０铝合金 具有较强的ＳＣＣ敏感性，这主要是由于Ｍｇ的偏析 作用，大量Ｂ相在晶界析出，并呈网状连续分布， 且Ｂ相脆性较高，容易引起沿晶脆性断裂。
应变（绚
图４
５０８３和５Ａ３０铝合金在空气和３．５％ＮａＣ！ 溶液中的ＳＳＲＴ应力一应变曲线
ＳＳＲＴ ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ
ｃｕｒｖｅｓ
高镁铝合金的厚，因为在腐蚀的过程中，溶解反应 和成膜反应是同时进行的，但是Ｂ相的溶解比基体 的氧化快得多，故Ｂ相数量多，生成的氧化膜层 薄。随着Ｍｇ含量的增加，第二相Ｂ相数目增多，
（１．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ
Ｘｉｎｇｆａ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆｏｓｈａｎ ５２８０６ １，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ
５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
ａｎｄ ５Ａ３０ ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒ－
５０８３与５Ａ３０铝合金应力腐蚀行为对比
５０８３与５Ａ３０铝合金应力腐蚀行为对比
冷文兵１，袁鸽成２，刘允棠１，陈文泗１
（１．广东兴发铝业有限公司，广东佛山５２８０６１； ２．广东工业大学材料与能源学院。广东广州５１０００６）
摘要：采用慢应变速率拉伸（ＳＳＲＴ）测试了５０８３和５Ａ３０铝合金的应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）敏感性，对比研 究了两种合金的自腐蚀电位、显微组织及断Ｅｌ形貌。结果表明：两种铝合金在３．５％ＮａＣｌ溶液中都具有ＳＣＣ敏感 性；５Ａ３０铝合金在空气中的抗拉强度及延伸率均比５０８３铝合金高，但５Ａ３０铝合金的应力腐蚀敏感指数（Ｉ蟠盯） 比５０８３铝合金高得多，５Ａ３０铝合金具有更高的应力腐蚀敏感性；随着Ｍｇ含量的增加，铝合金的自腐蚀电位下 降，１３相在晶界析出增多，并呈网状连续分布，容易引起沿晶ＳＣＣ。 关键词：铝镁合金；慢应变速率拉伸；应力腐蚀敏感性
ｓｌｌｒ－
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ
ｆａｃｅｓ ｗｅｒｅ ＮａＣｌ ｔｈｅ
ｓｔｒｅｓｓ
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｃｒａｃｋｉｎｇ（ＳＣＣ）ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｉｅｓ
ｏｆ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙｓ ５０８３
ｍｉｎｅｄ ｂｙ ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ ｓｌｏｗ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅ
ｔｅｎｓｉｏｎ（ＳＳＲＴ）ｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅｉｒ ｆｒｅｅ
ａｌｕｍｉｎｕｍ
ａｌｌｏｙｓ ＩｓＳＲＴ
合金
５０８３
应变速率（Ｓ。）
环境介质 空气
３．５％ＮａＣｌ
延伸彰％
１８．０１ １６．０１ １９．８ １５．８
抗拉强度／ＭＰａ
３１７．５
Ｏ．１３ ３０９．７ ３６４．５ ０．２０ ３．５％ＮａＣｌ ３５９．８ ３．３３×１０—６
空气
５Ａ３０
２．４
ＳＳＲＴ断口形貌对比 ５０８３和５Ａ３０铝合金在空气中均发生韧性断
合金是不可热处理强化的，其主要强化手段有Ｍｇ
原子的固溶强化以及加工硬化心Ｊ。Ｍｇ含量大于３％ 的Ａ１．Ｍｇ系铝合金在１００℃以上稳定化退火时，容 易沿晶界析出Ｂ相，从而具有较大的应力腐蚀敏感 性【３ Ｊ。罗兵辉等研究了退火温度对淬火后冷轧５０８３ 铝合金组织及腐蚀性能的影响ＭＪ，在２００。Ｃ一２５００Ｃ 退火４０ｍｉｎ后的合金具有高的抗应力腐蚀性能，
学处理的结果，与单项力学性能指数相比能更好地
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裂强度，单位为ＭＰａ；８ｈ、５，。分别为腐蚀介质及惰 性介质中的延伸率，单位为％。一般地，０＜Ｉ蛄。，＜ ｌ，随该指数增加，意味着ＳＣＣ敏感性增加。
ＩＳＳＲＴ计算结果如表２所示。从表２可以看出， 虽然５Ａ３０铝合金在空气中的抗拉强度及延伸率均 比５０８３铝合金高，但５０８３铝合金在溶液中的延伸 率反而略高于５Ａ３０铝合金，５Ａ３０铝合金的ＩＳＳＲＴ值 比５０８３铝合金高得多，表明５Ａ３０铝合金具有更强 的应力腐蚀敏感性。铝合金的成分影响氧化膜的厚 度，在相同环境条件下，低镁铝合金的氧化膜要比
合金的自腐蚀电位高于５Ａ３０铝合金，因此更耐蚀。
这表明在同样的预拉伸变形及退火条件下，随着
示。测得５０８３铝合金的自腐蚀电位为一０．７６６Ｖ， 而５Ａ３０铝合金的自腐蚀电位为一ｏ．８１１Ｖ，５０８３铝
Ｍｇ含量的增加，铝合金的自腐蚀电位下降，耐腐
蚀能力下降。 ２．３慢应变速率拉伸应力一应变曲线对比
将５０８３和５Ａ３０铝合金试样分别在空气中和
２结果与讨论
２．１显微组织形貌对比 ５０８３和５Ａ３０铝合金的金相显微组织如图１所 示。室温下合金主要相组成物为Ｏｔ（ｍ）、Ｂ（Ｍｇ，
比电极为饱和甘汞电极（ＳＣＥ），为提高电极电位的
精度，实验中引入盐桥，电解液为３．５％ＮａＣｌ溶液。 １．４慢应变速率拉伸测试 沿型材纵向（挤压轴向）切取应力腐蚀试样， 试样按国家标准ＧＢ／Ｔ １５９７０．４—２０００标准进行加 工∞ｊ，试样工作段标距长２５ｍｍ，宽６ｍｍ，厚３ｍｍ
金实测化学成分如表１所示。为提高铝镁合金的强 度，将５０８３和５Ａ３０铝合金挤压型材进行了预拉伸
表１
Ｔａｂｌｅ １
５０昭和５Ａ３０铝合金实测化学成分（Ｗｔ％） ５Ａ３０（Ｗｔ％）
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔｅｄ ａｌｌｏｙｓ ５０８３ ａｎｄ
１．２显微组织观察
干，用氯丁橡胶封闭非工作段表面。安装试样后施
Ａ Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｔｒｅｓｓ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｃｒａｃｋｉｎｇ
Ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ５０８３ ａｎｄ ５Ａ３０ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ
ＬＥＮＧ