稀土Ce对2A12铝合金海洋大气腐蚀行为的影响

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2A12铝合金由于其具有良好的力学性能、成型加工性能以及质量轻、密度小等多方面的优点,应用广泛,在国家的军事和经济领域具有重要的战略地位。虽然它在普通大气环境中表现出较为出色的耐蚀性,但日益恶劣的环境变化,会导致其腐蚀敏感性增强,造成无法预测的经济损失。在铝合金中添加稀土可以提高其力学性能和耐蚀性能。但目前关于稀土对2A12铝合金在海洋大气中耐蚀性能影响的作用机理研究甚少。本文研究了稀土2A12铝合金在海洋大气环境中的腐蚀行为和规律,分析了稀土Ce对其耐蚀性的作用机理,为利用本地资源优势、开发高性能铝合金提供了参考依据。  本论文选择未添加稀土Ce的2A12铝合金和添加0.25%稀土Ce的2A12铝合金为研究对象,采用了室内周期浸润腐蚀加速模拟实验和原位周浸实验来模拟酸性苛刻的海洋大气环境,结合电化学测试手段和微观测试技术,研究稀土Ce对2A12铝合金耐蚀性的影响。通过蔡司金相显微镜观察了铸态铝合金的金相组织,分析了稀土Ce的添加对其组织的影响;通过扫描电镜和能谱的结合观察了铝合金的第二相形貌,分析了稀土Ce的加入对第二相的影响;采用数码相机与扫描电镜观察试样表面除锈前后的腐蚀形貌,分析了稀土Ce的加入对试样表面腐蚀形貌的影响;采用EDS能谱测试方法,分析了铝合金试样的腐蚀产物的成分;采用失重法测量试样的腐蚀速率,分析稀土Ce的加入对试样的腐蚀动力学规律的影响;采用扫描开尔文探针技术(SKP)、局部交流阻抗测试技术(LEIS)和传统电化学测试技术,分析了稀土Ce的加入对铝合金试样的电化学行为规律的影响。  研究结果表明:稀土元素Ce加入量为0.25%时,细化了2A12合金的铸态组织,改变了合金中的第二相,随着周浸时间的延长,腐蚀产物增多,形成连续锈层。稀土的添加使得2A12铝合金的腐蚀产物明显减少且腐蚀锈层减薄。稀土的加入使得2A12铝合金的腐蚀速率明显减小,自腐蚀电流密度降低,自腐蚀电位提高,在腐蚀480h后,腐蚀速率降低了32.97%,自腐蚀电位升高了40.74%。2A12铝合金在苛刻海洋大气环境中腐蚀初期,稀土Ce的加入降低了其表面电位,减少了表面活性点的产生,使活性溶解点处的阻抗模值增大,提高了铝合金的耐腐蚀性。
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