[发明专利]一种铝合金海水加速腐蚀试验方法

摘要

一种铝合金海水加速腐蚀试验方法，其步骤如下：一、海水加速腐蚀试验方案设计；二、海水加速腐蚀试验；三、对海水加速腐蚀试验后的试样进行力学性能测试、腐蚀微观形貌观察和腐蚀产物成分测试；四、对力学性能测试、腐蚀微观形貌观察和腐蚀产物成分测试结果进行分析；五、由测试与观察结果推测铝合金海水加速腐蚀机理；六、验证海水加速腐蚀机理一致性；通过以上步骤，进行了海水加速腐蚀试验，通过力学性能测试表征、腐蚀微观形貌观察和腐蚀产物成分测试分析了铝合金的海水加速腐蚀试验机理，得到了海水加速腐蚀试验符合加速腐蚀机理一致性，解决了铝合金海水加速腐蚀机理不明确的实际问题，为铝合金在海水环境下的腐蚀防护提供了技术基础。

主权项

1.一种铝合金海水加速腐蚀试验方法，其特征在于：其实施步骤如下：步骤一、海水加速腐蚀试验方案设计；步骤二、海水加速腐蚀试验；步骤三、对海水加速腐蚀试验后的试样进行力学性能测试、腐蚀微观形貌观察和腐蚀产物成分测试；根据确定的海水加速腐蚀试验条件：温度60℃，盐度为3％，充氧条件，将5A06铝镁合金板材加工为3种不同形状与尺寸的试样，投浸在海水加速腐蚀溶液中经历7个不同的腐蚀周期，取出后做力学性能测试、腐蚀微观形貌观察与腐蚀产物成分测试，其中力学性能测试包括拉伸试验和疲劳试验；根据GBT228‑2002《金属材料室温拉伸试验方法》，设计了拉伸试样的尺寸及测试指标；根据国标GB 3075‑82《金属轴向疲劳试验方法》确定了疲劳试验条件；通过腐蚀微观形貌观察，判断腐蚀类型、确定腐蚀的严重程度；通过腐蚀产物成分测试，推测腐蚀过程所发生的化学反应，为确定加速腐蚀机理提供依据；步骤四、对力学性能测试、腐蚀微观形貌观察和腐蚀产物成分测试结果进行分析；步骤五、由测试与观察结果推测铝合金海水加速腐蚀机理；由腐蚀微观形貌观察得出轻微的点蚀坑首先出现在腐蚀1d的合金表面，标志着腐蚀的开始，随着蚀孔的增大加深，在腐蚀16d的合金表面观察到晶间腐蚀迹象，在腐蚀32d的合金表面出现金属剥落的现象；所以，5A06铝镁合金在海水中经历了点蚀‑晶间腐蚀‑剥蚀的过程；铝合金板材全浸初期，一方面，海水中溶解氧吸附合金表面生成钝化膜保护基体，另一方面，海水中Cl^‑攻击合金表面缺陷应力集中的区域，点蚀核初形成，之后发生点蚀自催化反应，蚀核长大，进一步发展为晶间腐蚀，随着腐蚀产物的体积不断增大与堆积，局部区域，其体积大于所消耗的金属，楔入效应产生的外推力撑起未腐蚀金属层，使其剥落；步骤六、验证海水加速腐蚀机理一致性；本试验研究采取提高温度、盐度、溶解氧的方式对海水腐蚀试验进行加速，表征5A06铝镁合金腐蚀行为的参数包括：抗拉强度、屈服强度、疲劳寿命、腐蚀类型和腐蚀产物成分；在腐蚀周期内，抗拉强度和屈服强度随腐蚀时间的变化呈先增大后下降的趋势，其中强度的下降率均在6％以内；疲劳寿命对腐蚀的敏感性很强，海水加速腐蚀后，疲劳寿命明显下降，随时间增大，偶有升高，最终呈下降趋势；5A06铝镁合金在海水中腐蚀经历点蚀‑晶间腐蚀‑剥蚀的历程，与自然环境下铝合金在海水中发生腐蚀的腐蚀行为一致；通过以上步骤，本发明由增重试验进行海水加速腐蚀试验方案设计得到了最佳的海水加速腐蚀试验条件，在此条件下进行了海水加速腐蚀试验，通过材料的力学性能测试表征、腐蚀微观形貌观察和腐蚀产物成分测试分析了铝合金的海水加速腐蚀试验机理，通过对比分析得到了此海水加速腐蚀试验符合加速腐蚀机理一致性，解决了多因素综合作用下铝合金海水加速腐蚀机理不明确的实际问题，为铝合金在海水环境下服役时的腐蚀防护提供了技术基础；其中，在步骤一中所述的海水加速腐蚀试验方案设计，其具体作法如下：步骤1.1、将5A06铝合金原始板材切割为尺寸100mm×50mm×3mm的增重试样，每组试验包含3个平行试样，对平行试样进行打孔标识；步骤1.2、将海水进行蒸馏，配置成盐度为3.8％，4.8％，6.0％的腐蚀溶液各2000ml，分别盛装在3个1000ml的烧杯中，备用；步骤1.3、将增重试样经丙酮、无水酒精清洗后，置于烘箱内烘干，测量试样的长、宽、厚，并称重，初始重量记为M₀，M₀的单位为mg，之后将试样悬挂在盛三种不同盐度加速腐蚀溶液的烧杯内，弯曲铜线使得所有试样全部浸入腐蚀溶液中，后将烧杯用保鲜膜封口；步骤1.4、设置恒温水浴锅的温度为40℃，将步骤1.3中的烧杯置于水浴锅内；对于充氧组试验，需在保鲜膜上开孔，然后将与充气泵连接的软质塑料管插入腐蚀溶液中以输入空气；对于静置组，不作开孔处理；步骤1.5、腐蚀周期设为1周，期间注意观察溶液变化，每天测量盐度值，及时调整，使腐蚀溶液的盐度值保持不变；步骤1.6、腐蚀结束后，将试样取出，烘干，称重记为M_t，M_t的单位为mg；步骤1.7、改变恒温水浴锅温度，重复以上步骤，获得50℃和60℃下的增重试验数据；步骤1.8、根据下列公式对试验数据进行处理：其中，v为腐蚀速率，v的单位为mg/mm²·d；M_t为腐蚀后试样的重量，M_t的单位为mg；M₀为试样的初始重量，M₀的单位为mg；A为试样全浸表面积，A的单位为mm²；T为腐蚀时间，T的单位为d；对每组试验三个平行试样的数据取平均值，得到5A06铝合金在不同浓度、不同温度、不同溶解氧条件下腐蚀的速率；根据腐蚀速率结果，选定腐蚀速率最大的加速试验条件：温度60℃，盐度6.0wt.％，充氧条件作为本次海水加速腐蚀试验条件。