动态再结晶对铝合金电化学性能和缓蚀剂特性吸附的影响

论文摘要

搅拌摩擦焊技术（FSW）是自激光焊接技术以后的又一项革命性的连接技术。在搅拌摩擦焊过程中焊缝区经历大的塑性变形,此动态再结晶过程影响了铝合金用缓蚀剂的吸附性能,而且目前国内外对此方面的研究鲜有涉猎。因此研究动态再结晶对铝合金电化学性能和缓蚀剂吸附特性的影响具有重要的理论意义和工程应用价值。本文通过静态失重（质量法）、动电位极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）、扫描电镜（SEM）表面形貌观察等手段,对酸性腐蚀介质中5083铝合金母材和搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为进行了详尽的对比研究。得出随着搅拌摩擦焊过程的进行,焊缝表面状态和微观组织的变化对铝合金用缓蚀剂吸附性能的影响规律,总结出不同缓蚀剂浓度、试验温度以及缓蚀剂吸附时间条件下缓蚀作用的变化规律。并对缓蚀剂的作用机理作了初步探讨。结果表明：室温0.2 mol/L NaHSO3+0.6 mol/L NaCl空白腐蚀介质中,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝与5083母材相比,腐蚀电位Ecorr正移,腐蚀电流密度Icorr和平均腐蚀速率减小,极化电阻Rp增大。室温静态失重试验后,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的表面腐蚀形貌均匀,而5083母材的表面腐蚀形貌较粗糙,存在严重的点蚀现象。在酸性腐蚀介质中加入缓蚀剂钼酸钠后,增加缓蚀剂浓度或增加缓蚀剂吸附时间,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝和5083母材的平均腐蚀速率减小,缓蚀效率增大,腐蚀电位Ecorr正移,腐蚀电流密度Icorr减小,极化电阻Rp和电荷转移电阻Rct增大,界面电容Cc以及双电层电容Cdl减小。并且,试验温度为30℃时,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝和5083母材的平均腐蚀速率最小,缓蚀效率最高。在同等试验条件（缓蚀剂浓度、试验温度、吸附时间）下,5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝与5083母材相比,其腐蚀电位Ecorr正移,腐蚀电流密度Icorr减小,极化电阻Rp和电荷转移电阻Rct增大,界面电容Cc以及双电层电容Cdl减小。此结果表明,与5083铝合金母材的板条状组织相比,FSW焊缝区因发生动态再结晶后晶粒尺寸变小,组织成分变均匀,使得缓蚀剂在FSW焊缝表面的特性吸附能力优于5083母材。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 搅拌摩擦焊技术的发展概述
• 1.2.1 搅拌摩擦焊原理
• 1.2.2 铝合金搅拌摩擦焊微观组织
• 1.2.3 铝合金搅拌摩擦焊微观组织的研究发展现状
• 1.3 铝合金的腐蚀与防护
• 1.3.1 金属腐蚀的定义
• 1.3.2 金属腐蚀与腐蚀机理
• 1.3.3 铝合金腐蚀类型
• 1.3.4 铝合金腐蚀的研究方法
• 1.3.5 铝合金腐蚀的防护措施
• 1.4 缓蚀剂
• 1.4.1 缓蚀剂的分类及相应的缓蚀机理
• 1.4.2 缓蚀剂应用的特点
• 1.4.3 缓蚀剂的性能评定
• 1.4.4 铝合金用缓蚀剂的国内外研究现状
• 1.5 本论文的研究意义及主要内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 主要内容
• 第二章 试验材料及试验方法
• 2.1 试验材料、化学试剂和试验仪器
• 2.1.1 化学试剂和材料
• 2.1.2 试验仪器
• 2.2 试验方法及试样制备
• 2.2.1 显微组织分析
• 2.2.3 室温静态失重
• 2.2.4 动电位极化曲线
• 2.2.5 电化学阻抗谱
• 2.2.6 表面形貌观察
• 第三章 空白腐蚀液中5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为
• 3.1 显微组织分析
• 3.2 静态失重试验（重量法）
• 3.3 动电位极化曲线
• 3.4 电化学阻抗谱（EIS）测量
• 3.5 腐蚀形貌图
• 本章小结
• 第四章 缓蚀剂浓度对5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝电化学腐蚀行为的影响
• 4.1 静态失重试验（重量法）
• 4.2 动电位极化曲线
• 4.3 电化学阻抗谱（EIS）测量
• 4.5 腐蚀形貌图
• 本章小结
• 第五章 试验温度对5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝的电化学腐蚀行为的影响
• 5.1 静态失重试验（重量法）
• 5.2 动电位极化曲线
• 5.3 电化学阻抗谱（EIS）测量
• 5.4 腐蚀形貌图
• 本章小结
• 第六章 吸附时间对5083铝合金搅拌摩擦焊焊缝电化学腐蚀行为的影响
• 6.1 静态失重试验（重量法）
• 6.2 动电位极化曲线
• 6.3 电化学阻抗谱（EIS）测量
• 6.4 腐蚀形貌图
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢