0.05 0.10 0.15
为了客观地描述铅合金的耐腐蚀性能，本试验选 择中性盐雾气氛（5 %NaCl 的水溶液）为人造气氛造 雾剂， 盐雾腐蚀在盐雾试验箱中进行， 温度控制在
25±1 ℃.为了提高盐雾腐蚀实验中单位面积失重测量
的准确性，将试样的非试验表面用硅胶包裹（如图 1、
图 2 所示）.将处理好的试样放置在盐雾试验箱的 4 个
Effect of Al content on the corrosion resistance of Pb-Al alloys
LU Zhicheng1, LI Yongliang2, ZHU Maohua2, LI Maowang3, LIU Zhenlin2 YANG Zhanbing2, WANG Fuming2
第6卷 第5期
卢智成，等：Al 含量对 Pb-Al 合金耐腐蚀性能的影响
53
手，利用人造气氛— ——中性盐雾腐蚀试验来研究 Al 元 素对 Pb-Al 二元合金的耐腐蚀性能的影响， 并通过显 微组织观察和分析，找出最佳的合金成分配比，改善合 金的耐腐蚀性能，提高其服役过程中的可靠性.
1 试验方法
不同成分的 Pb-Al 合金配比如表 1 所示， 为了 防止 Al 元素的偏析， 将冶炼好的合金浇铸到水冷石 墨模具中.将冶炼好的合金用冷轧机轧制成 1 mm 厚 度的板材，截取 50 mm×50 mm 的 试 样 ，对 表 面 进 行 机械抛光，利用超声波和丙酮对表面污渍进行清理.
为了提高铅金属减震器的可靠性，设计了 Pb-Al 二元合金[8]，并对其力 学 性 能 进 行 了 研 究.虽 然 ，针 对 铅基合金作为蓄电池材料耐腐蚀性能的研究已经很 充 分[7， ， 9-13] 但 是 对 Pb-Al 二 元 合 金 在 自 然 环 境 中 的 耐腐蚀性能的研究还很少， 本文拟从 Al 含量变化入
800
659 ℃
600 1.4
99.7
400
327.502 ℃
327 ℃
99.24
（Al） 200
（pb）
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
铝
质量分数 /%
铅
图 2 Pb-Al 二元合金相图
Fig.2 Binary alloy phase diagram of Pb-Al
收 稿 日 期 ：2015－05－11 基 金 项 目 ：国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 （51374018 ，51174020 ） 作者简介：卢智成 （1978- ），男，博士，主要从事电网抗震与减隔震技术方面的研究，E-mail： luzc@. 通信作者：王福明 （1963- ）， 男，教授，博导，主要从事钢铁冶金基础理论，钢中合金化与相变，钢种开发等研究，E-mail：wangfuming@.
Fig.3 Macrographs of Pb-Al binary alloys after SSCT for 2 h
在，这种共晶组织对显微组织的细化起到明显的促进 作用.结合 Pb-Al 二元合金相图可以看出（图 2），常温
54
有色金属科学与工程
2015 年 10 月
温度 /℃
0 1 800
1 600
1 400
原子百分比 /%
2
5
10
20 30 40 5060 80100
86.2%，1566 ℃
L
1 200
1 000 660.452 ℃
当腐蚀时间延长至 96 h 后（如图 4 所示），Pb 和 Pb-0.15Al 表面有彩色的腐蚀膜生成，肉眼可以看到 二者基体上均有一定量的腐蚀沟存在.与 2 h 腐蚀后 相比， 经 96 h 腐蚀后，Pb-0.15Al 基体表面粗糙程度 加深，表面变得更加暗淡.经 96 h 腐蚀后，Pb-0.05Al 和 Pb-0.10Al 表面虽然有一定的产物膜脱落，但是颜 色变化不大，说明经长时间腐蚀后，表面的产物膜仍 然比较均匀，产物膜和基体的结合力比较牢固. 2.3 腐蚀后质量损失
电力系统用金属减震器的填充材料为铅，其使用 环 境 多 为 野 外 . [1-3] 在 长 期 的 服 役 过 程 中 ，受 雨 雾 、露 水 、 大 气 中 氧 、Cl-离 子 、NO3-离 子 等 综 合 作 用 的 影 响 ， 铅工件腐蚀严重，产生大量白锈，造成基体严重破坏， 降低工件使用的可靠性 . [4-7]
Ａｌ 含量对 Ｐｂ－Ａｌ 合金耐腐蚀性能的影响
卢智成 1， 李永亮 2， 朱茂华 2， 李茂旺 3， 刘振林 1， 杨占兵 2， 王福明 2
（1.中国电力科学研究院，北京 100192；2.北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083；3.江西冶金职业技术学院，江西 新余 338015）
摘 要：利用盐雾腐蚀实验，研究铝（Al）含量对铅铝（Pb-Al）二元合金耐腐蚀性能的影响.试样腐蚀 后的重量损失反映合金的耐腐蚀性能，当 Al 的含量（指质量百分含量，下同）为 0.05 %和 0.10 %时， Pb-Al 合金的失重较小，说明其耐腐蚀性能比纯铅有明显提高.进一步提高 Al 含量至 0.15 %，Pb-Al 合金的耐腐蚀性无明显改善. 利用光学显微镜观察了腐蚀后显微形貌的变化，Al 的含量为 0.05 %和 0.10 %时，测试面的腐蚀沟和点蚀坑数量少且尺寸较小，而当 Al 含量为 0 和 0.15 %时，腐蚀沟和点 蚀坑的数量和尺寸均较大，此时合金的耐腐蚀性能也相对较差. 关键词：铅铝合金；铅含量；耐腐蚀性；盐雾实验 中图分类号：TG146.2；TF125.2 文献标志码：A
(1. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China; 2. School of Metallurgrical and Ecological Engineering ，University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China；3. Jiangxi Metallurgical Vocational and Technical College, Xinyu 338015, China)
表 2 列举了经 96 h 腐蚀后合金单位面积的重量 损失. 可以看出，Pb 和 Pb-0.15Al 合金单位面积的质 量损失分 别 为 0.012 5 g/cm2、0.010 5 g/cm2； 而 Pb-
（a）Pb
（b）Pb-0.05Al
（c）Pb-0.10Al
图 3 盐雾腐蚀实验 2 h 后，Pb-Al 合金宏观形貌
第6卷 第5期 2 0 1 5 年 10 月
有色金属科学与工程
Nonferrous Metals Science and Engineering
Vol.6，No.5 Oct. 2 0 15
文章编号：1674-9669（2015）05-0052-05 DOI：10.13264/ki.ysjskx.2015.05.010
（a）Pb
200 μm
（b）Pb-0.05 %Al
200 μm
200 μm
（c）Pb-0.10 %Al
（d）Pb-0.15 %Al
图 1 Pb 及 Pb-Al 合金显微组织
Fig.1 Microstructures of Pb and Pb-Al alloys
200 μm
文献[14]指出，添加了 5 %以上的 Al 元素的 Pb-Al 二元合金的显微组织中有明显的富 Al 相共晶组织存
Abstract:Salt spray corrosion tests (SSCT) were utilized for evaluating the effect of Al content on the corrosion resistance in Pb -Al binary alloy. By masses the masses before and after SSCT, the mass lost was obtained which reflected the corrosion resistance. When Al contents were 0.05 % and 0.10 %, the corrosion resistance was optimized compared with pure Pb. Under the condition of increasing the Al content to 0.15 %, no apparent improvement of corrosion resistance was observed. The optical microscope was used for observing its mi crostructure. When the content of Al was 0.05 % and 0.10 %, the number and size of gully and pit etching de clined compared with pure Pb. However, when the Al content increased to 0.15 %, the gully and pit etching were enlarged both in number and size without obvious improvement in its corrosion resistance. Key words: Pb-Al alloy；Al content；corrosion resistance；salt spray corrosion test
表 1 Pb-Al 二元合金的成分 Table 1 Component of Pb-Al binary alloy
编号 1 2 3 4
成分 参考材料：纯 Pb