2014铝合金晶间腐蚀的研究

许璐迪+涂景辉+王瑞楠+覃瑶+董立新

摘 要 本实验着重研究NaOH溶液在去除2014铝合金试样表面Al2O3过程中，对试样晶间腐蚀的影响。NaOH溶液既能与Al2O3反应，也可以与铝反应，当用NaOH溶液清洗试样时间过长时，试样表面的铝过多的与NaOH溶液反应，使试样表面凹凸不平，造成损伤，表面缺陷增多，从而加重试样晶间腐蚀程度。故在研究2014铝合金晶间腐蚀试验中应减少NaOH溶液清洗的时间。

关键词 2014铝合金；NaOH溶液；晶间腐蚀

中图分类号：TG292 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0070-01

2014铝合金属于Al-Cu-Mg-Si系铝合金，2014铝合金属于高强度的铝合金，它具有较高的强度以及硬度，还具有较好的塑性和韧性。因而广泛应用于航空航天领域，近几年也广泛用在高铁的事业上。但是2014铝合金热处理后会出现不同程度的晶间腐蚀，大大限制了2014铝合金的应用。所以研究2014铝合金的晶间腐蚀将会有非常大的工程意义。

1 实验假设和实验目的

本实验着重研究NaOH溶液在去除2014铝合金试样表面Al2O3过程中，对试样晶间腐蚀的影响。在进行铝合金晶间腐蚀实验中，第一步需要用NaOH溶液去除试样表面的Al2O3，以去除腐蚀过程中Al2O3对基体的保护作用。但是NaOH溶液既可以与表面的Al2O3反应，2NaOH+Al2O3==2NaAlO2+HO2；也可以与基体的铝反应，2NaOH+2Al+2HO2==2NaAlO2+3H2。所以试样在NaOH溶液中清洗的时间是一个需要研究的课题，清洗时间过长也许会使试样表面的铝过多的与NaOH溶液反应，使试样表面凹凸不平，造成损伤，表面缺陷增多，从而加重试样晶间腐蚀程度。因此，我们进行了NaOH溶液清洗2014铝合金时间长短不同对晶间腐蚀程度的影响实验，以验证我们的假设。

2 实验器材和方法

2.1 实验装置和试剂

装置：金相显微镜，抛光机，恒温设备。

试剂：10%的NaOH溶液，6.5%的HNO3溶液，10%的NaCl溶液。

2.2 实验材料

本实验用到的是2014铝合金轧制板材，其化学成分见表1。我们将购买的板材切割成若干个小块，小试样的形状为母指大小的长方体，然后进行表面细磨和抛光，备用。

2.3 实验方法

我们先对小试样进行了热处理，经过热处理后的试样会沿晶界产生析出物，其抗晶间腐蚀性能会下降，试样容易沿着晶界腐蚀进去。热处理的工艺为：505℃*80 min固溶处理+水冷+160℃*12 h时效处理+200℃*15 min回归处理+水冷+160℃*12 h时效处理。然后进行分组实验，每组有6块小试样，第一组试样进行2分钟的NaOH溶液浸泡清洗，第二组试样进行5分钟的NaOH溶液浸泡清洗。取出试样用水洗净，再进行6.5%的HNO3溶液短时间清洗，最后再用水洗净后进行晶间腐蚀实验，将所有试样悬挂在10%的NaCl溶液中进行水浴加热，温度维持在35℃，进行12小时的晶间腐蚀[2]。最后进行金相组织观察，对比实验结果。

3 实验结果和分析

3.1 实验结果

将两组试样分别进行金相组织观察，可明显观察到两组试样的晶间腐蚀程度有差别，第一组试样进行2分钟的NaOH溶液浸泡清洗，其晶间腐蚀的深度较浅，数量也较少，表明晶间腐蚀程度低，图1为较清晰的一张晶间腐蚀照片。第二组试样进行5分钟的NaOH溶液浸泡清洗，其晶间腐蚀深度较深，数量有所增加，表明晶间腐蚀程度增加，图2为较清晰的一张晶间腐蚀照片。

图1 2014铝合金NaOH溶液浸泡清洗2分钟晶间腐蚀照片（100倍）

图2 2014铝合金NaOH溶液浸泡清洗5分钟晶间腐蚀照片（100倍）

3.2 实验分析

实验结果表明用NaOH溶液浸泡清洗铝合金5分钟会明显增大试样的晶间腐蚀程度，其晶间腐蚀的深度增加，数量也增多了。表明在用NaOH溶液浸泡清洗的过程中，NaOH溶液确实与试样基体的铝发生反应，并且时间过长，会使试样表面凹凸不平，造成损伤，表面缺陷增多，从而加重了试样的晶间腐蚀程度，使2014铝合金的抗晶间腐蚀性能下降。我们总结出在进行2014铝合金晶间腐蚀试验时，应尽量减少NaOH溶液浸泡清洗铝合金的时间，不超过2分钟为宜以减弱NaOH溶液对试样表面的损伤。

基金项目

西南交通大学大学生科研训练计划项目资助。

研究课题：2014铝合金回归处理的组织与性能分析

项目编号：校级SRTP项目131002

参考文献

[1]张永超，陈文思，李春宇，刘亮，董立新.时效处理对7A04铝合金晶间腐蚀性能的影响[J].铝加工，2013（1）：10-12.

作者简介

许璐迪（1991-），男，汉族，河南灵宝人，西南交通大学本科三年级，材料科学与工程专业。endprint