基本信息
- 项目名称：
- ECAP对Al-Cu合金及其表面达克罗涂层耐腐蚀性能的影响
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 超细晶材料因其优越的力学性能受到广泛关注，而目前对超细晶材料耐腐蚀性能的研究，特别是晶粒尺寸和腐蚀性能的关系存在许多争议。本研究以Al－3.9%Cu合金为实验材料采用等通道转角挤压技术得到超细晶合金，利用电化学测试技术研究其耐腐蚀性能得到结论：Al－3.9%Cu合金经ECAP处理得到亚微米级别的晶粒，Al2Cu相被挤碎呈弥散分布，其组织的改善使耐腐蚀性能显著增强。
- 详细介绍：
- 1 引言 近年来，超细晶材料因其优越的力学性能受到广泛关注，然而目前对超细晶材料腐蚀性能的研究，特别是晶粒尺寸和腐蚀性能的关系存在许多争议，即：采用同样工艺细化到亚微米晶的不同材料，其耐蚀性有增也有减。 我们选用Al-3.9%Cu合金为实验材料，通过等通道转角挤压（ECAP）使合金晶粒细化到亚微米级别。采用电化学测试技术，研究合金晶粒尺寸的变化对其耐腐蚀性能的影响。 2 实验过程 a.制备超细晶试样 b.合金组织观察 c.电极制备 d.达克罗涂层处理 e.极化曲线测定 f.腐蚀形貌观察 3 实验结果 a.铸态合金经ECAP处理后，晶粒细化到亚微米级别，同时，原来主要沿晶界分布的Al2Cu相被挤碎，呈弥散分布。 b.粗晶和细晶试样均发生点蚀，但细晶试样表面的蚀坑数量明显较少。喷涂达克罗涂层后的试样同样如此。 c.极化曲线表明，细晶试样的自腐蚀电位高于粗晶试样。 d.从得到的腐蚀速率数据可知， Al-3.9%Cu合金经挤压后，其腐蚀速率降低了约70％。喷涂达克罗涂层后，细晶合金的腐蚀速率与粗晶试样相比，下降约60％。可见，Al-3.9%Cu合金经ECAP处理后，不仅细晶材料本身的耐腐蚀性能明显增强，而且喷涂达克罗涂层的细晶试样也明显更耐腐蚀。 4 讨论 a.Al-3.9%Cu合金经ECAP后，其腐蚀速率明显降低。这是由于铸态合金晶粒粗大、组织存在偏析、疏松等缺陷，而且第二相（Al2Cu）主要沿着晶界分布，所以耐蚀性较差；合金经ECAP处理后，组织变致密，第二相被挤碎呈弥散分布，因此使合金的耐腐蚀性能增强。 b.Al-3.9%Cu合金喷涂达克罗涂层后，细晶试样涂层的腐蚀速率同样明显降低。一方面， Al-3.9%Cu合金在细晶态比粗晶态的耐蚀性好；另一方面，ECAP后，合金晶粒细化，硬度增加，有利于增强涂层与基体的结合力，涂层保护效果更好。 5 结论 a.Al-3.9%Cu合金经ECAP处理后，晶粒细化到亚微米级别，第二相Al2Cu被挤碎呈弥散分布。这种组织的改善使其耐腐蚀性能明显增强。 b.细晶合金的表面达克罗涂层也具有更好的耐腐蚀性，进一步证实了ECAP对提高Al-3.9%Cu合金耐腐蚀性能的作用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 近年来，超细晶材料因其优越的力学性能受到广泛关注，关于超细晶材料的制备方法及其组织性能方面的研究屡见不鲜，但对其耐腐蚀性能的研究却没有引起足够的重视。关于材料晶粒尺寸与腐蚀性能的关系以及冷变形对材料耐腐蚀性能的影响还有很多问题没有解决，现有的研究成果也存在许多争议。 因此，本研究利用等通道转角挤压 （ECAP）来制备超细晶材料，通过电化学测试方法研究材料经ECAP后其耐腐蚀性能的变化。
科学性、先进性及独特之处
- 目前，用等通道转角挤压 （ECAP）方法制备的超细晶材料的腐蚀性能方面的报导非常少，需要深入的研究。 此外，在ECAP后的材料表面喷涂达克罗涂层，研究材料在ECAP之后再进行涂层处理后腐蚀性能的变化，这是本文的独特之处。
应用价值和现实意义
- 等通道转角挤压 （ECAP）是目前广受关注的一种制备超细晶材料的方法。此法在基本不改变材料形状和尺寸的情况下，可制备大块无污染的超细晶材料，有着很好的应用前景。因此，研究ECAP制备的材料的腐蚀性能将对该技术的工业化应用起到很大的促进作用。
学术论文摘要
- 对铸态Al-3.9%Cu合金进行等通道转角挤压（ECAP）处理，得到超细晶组织。之后对部分粗晶和超细晶材料样品做达克罗涂层处理。用电化学方法研究了不同样品的耐腐蚀性能，结果表明：不同处理状态的合金样品的腐蚀类型都是点蚀。ECAP后，不仅细晶材料本身的耐腐蚀性明显增强，而且喷涂达克罗涂层的细晶试样的耐腐蚀性也明显增强。这是由于ECAP使合金晶粒细化，而且将沿着晶界分布的第二相挤碎呈弥散分布，使合金组织更加均匀。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
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