图 1 7475 铝合金与 T C18 钛合金电偶对的 ig-t 曲线 F ig. 1 Curr ent- time cur ves of couples 7475
aluminum allo y coupled w ith T C18 titanium allo ys
2. 2 结果分析
从试验结果发现 7475 不同表面处理与 T C18 偶合后, 电偶电流 随腐蚀时间延长 的变化差别很 大. 7475 不经表面处理与 T C18 偶合后, 随腐蚀时 间的延长, 腐蚀电流随时间延长而升高. 虽然铝合 金的表面具有自修复的能力, 但是腐蚀和修复未达 到平衡, 所以电流一直升高. 其平均腐蚀电流密度 为 2. 73 LA / cm2 , 大 于 1. 0 LA / cm2 小 于 3. 0 LA / cm2, 电偶腐蚀敏 感性为 C 级, 属于不允 许接触使用[ 5] . 7475+ 阳极氧化与 T C18+ 阳极化 偶合后, 因电极电位发生变化, 两极电位差从 7475 未经表面处理与 T C18 偶合的 408 m V 降低为 329 mV, 电偶腐蚀驱动力下 降, 同时阳 极氧化膜的致 密性和稳定性高于自氧化膜, 所以腐蚀电流明显降 低. 腐蚀电流密度从 7475 与 T C18 偶合后的 2. 73 LA / cm 2 降低为 0. 26 LA / cm2, 腐蚀电流密度小于 0. 3L A / cm2 ,
第 30 卷第 5 期 2010 年 10 月
西安工业大学学报 Journal o f Xi. an T echnolog ical U niv ersity
Vo l. 30 N o. 5 O ct. 2010
文章编号: 1673- 9965( 2010) 05- 470- 04
7475 铝合金与 T C18 钛合金接触腐蚀研究*
电偶腐蚀后的表面 SEM 照片如图 2 所示, 图 2a 为无防护的 7475, 其腐蚀最严重, 表面氧化膜已 穿透. 图 2b 是 7475 经阳极化处理后的电偶腐蚀表 面 SEM, 切削刀痕处因腐蚀而加深, 腐蚀程度较无 保护的要轻微. 图 2c 是 7475 阳极化并涂漆后的电 偶腐蚀表面 SEM, 从图可以发现其腐蚀最轻微.
上官晓峰, 杜志杰
( 西安工业大学 材料与化工学院, 西安 710032 )
摘 要: 为了研究 7475 铝合金接触腐蚀性能, 测定了 7475 铝合金和 T C18 钛合金组成的电

偶对的电偶电流, 利用扫描电镜和光学显微镜对腐蚀表面形貌和深度进行分析, 研究了 7475
铝合金和 T C18 钛合金在使用中接触时产生电偶腐蚀的敏感性. 结果表明: 7475 铝合金不同
7475 铝合金表面腐蚀深度如图 3 所示, 可以 发现, 7475 没有经表面处理的腐蚀最严重( 图 3a) , 腐蚀深度最深, 7475 阳极后腐 蚀次之( 图 3b) , 而 7475 阳极化后涂漆的腐蚀最轻( 图 3c) , 这和腐蚀 电流结果是 一致 的. 试验 发现 电偶 对 中 7475 和 7475 阳极化存在不同程度腐蚀, 因为通 常铝合金 表面都存在一层氧化膜, 腐蚀优先在膜层薄弱或 破损的地方发生.
两级电位 差/ m V
终止电偶 电位/ mV
D1 7475 D2 7475 阳极化 D3 7475 阳极化后涂漆
T C18 T C18 阳极化 T C18 阳极化
2. 73 0. 26 0. 20
C
- 287 - 695
40 8
A
- 279 - 608
32 9
A
- 403 - 675
27 2
- 571 - 557 - 537
同时从图 2 可以发现, 7475 无保护及 7475 阳 极化的试样腐蚀多发生在切削的刀痕处, 因此, 提 高加工表面质量对提高抗接触腐蚀性能是有利的. 总之, 对于 7475 铝合金的应用, 必须进行有效的防 护处理阻止电偶腐蚀的产生, 阳极化后涂漆是一种 有效措施.
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西安工业大学学报
第 30 卷
图 2 7475 铝合金腐蚀表面 SEM F ig . 2 Co rr osion surface SEM of 7475 aluminum alloy
图 3 7475 铝合金腐蚀深度
F ig. 3 Cor ro sion depth of 7475 aluminum alloy
3 结论
P ro per ty o f T C18 T itanium A llo y U nder Stress- contr olled Conditio n[ J] . M at erials Engineer ing , 2009( 5) :
即接触腐蚀敏感性级别从 C 级降低为 A 级. 由于 腐蚀电流小, 腐蚀面积小, 膜的自修复速度与腐蚀 速度基本达到平衡, 腐蚀电流随时间的变化不大. 7475+ 阳极化+ 涂漆与 T C18 钛合金阳极化形成 的电偶对, 电位 差进一步减小到 272 mV, 同 时漆 层属于高电阻物质, 使系统的总电阻增大[ 6] , 所以 腐蚀电流密度由阳极化后的 0. 26 LA / cm2 降低为 0. 2 LA / cm2, 电偶腐蚀敏感性为 A 级, 电偶电流随 时间的变化也不明显.
在实际应用中, 铝合金不可避免地与其他金属 材料接触, 尤其是与钛合金接触, 由于钛合金电位 较正, 会加速电位较负铝合金的腐蚀速度[ 4] . 因此, 对铝合金和钛合金电偶腐蚀的研究对其应用具有 重要的意义. 按标准方法测定 7475 不同表面处理 后与 T C18 形成电偶对的腐蚀电流大小, 确定其电 偶腐蚀敏感性, 为其应用提供理论依据.
1) 7475 铝合金和 T C18 钛合金偶合会产生较 为严重的电偶 腐蚀, 其电偶 腐蚀敏感性 级别为 C 级, 属于不允许接触使用;
2) 7475 阳 极 化 或 7475 阳 极 化 后 涂 漆 与 T C18 阳极化偶合, 由于电极电位差降低及保护膜 的作用, 腐蚀电流密度下降, 其电偶腐蚀敏感性级 别为 A 级;
[ 2] 冯抗屯, 沙爱学 , 王庆如. 显微组织对 T C18 钛合 金应 力控制低周疲劳性能的影响[ J] . 材料 工程, 2009( 5) :
见表 3 和图 1 所示.
表 3 7475 铝合金与 T C18 钛合金电偶对的试验结果
T ab. 3 T he r esults o f 7475 aluminum alloy co upled w ith T C18 titanium alloy s
试样 编号
电偶对 涂层
对偶
平均电偶电流 接触腐蚀 偶接前电位/ mV 密度/ ( LA / cm2 ) 敏感性 对偶 涂层
471
mm. 液面高出试验面上端约 10 mm[ 5] . 试样在电 解液中稳定 30 min, 测量每个电极的电位, 以便确
2 试验结果及分析
定电偶极性, 确定电流方向. 连续测 量和 记录 电 偶电 流 20 h, 7475 铝与
T C18 合金电偶对试验结果为 3 组平行试验的平 均值.
2. 1 试验结果 7475 铝合金与 T C18 合金电偶对的试验结果
试验中应保证两个试样相互绝缘, 间距保持 5
* 收稿日期: 2010- 04-15 作者简介: 上官晓峰( 1961- ) , 女, 西安工业大学教授, 主要研究方向为金属材料热处理工艺研究. E-mail: xait _sgxf @ 163. com.
第5期
上官晓峰等: 7475 铝合金与 T C18 钛合金接触腐蚀研究
参 考 文 献:
T A15 T itanium A llo y and A luminum A lloy s o r
[ 1] 蔡建平, 陆峰, 吴晓梅. 我国航空材料的腐蚀与防护现 状与展望[ J] . 航空材料学报, 2006, 26( 3) : 271. CA I Jian- ping , L U Feng, WU Xiao- mei. D ev elo pment of Co rro sion and Pr otectio n for A er onautical M ater-i als in China [ J] . Jo ur nal o f A ero nautical M ater ials, 2006, 26( 3) : 271. ( in Chinese)
1 试验材料及方法
1. 1 试验材料
试验用材料为 T C18 钛合金和 7475 铝合金,
其质量分数见表 1~ 2.
表 1 7475 化学成分
T ab. 1 Chemical constitution of 7475 aluminum alloy
元素
Cu
Mg
Mn
w/% 元素
1. 2~ 1. 9 Cr
表面处理状态与 T C18 接触时, 7475 铝合金与 T C18 接触腐蚀严重, 电偶腐蚀的敏感性为 C
级. 7475 阳极化与 T C18 阳极化处理后接触腐蚀敏感性降低, 电偶腐蚀的敏感性为 A 级, 对
7475 阳极化后进行涂漆可进一步降低电偶腐蚀电流.
关键词: T C18 钛合金; 7475 铝合金; 接触腐蚀; 腐蚀电流
4. 0~ 5. 5
Si
Ti
w / % 0. 5~ 1. 5 [ 0. 3
[ 0. 15 余量
1. 2 试验方法
按 H B5374- 1987/ 不同金属电偶电流方法0 进 行试验. 试样尺寸为 100 mm @ 20 mm @ 2. 5 m m, 试验设备为 ZRA- 2 型电偶腐蚀计.
试验电解液为化学纯氯化钠和蒸馏水配制的 3. 5% NaCl 水溶液. 每次试验用的溶液体积为 400 mL , 温度为( 30 ? 1) e . 电解池为 400 m L 烧杯.