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中国腐蚀与防护学报  2025, Vol. 45 Issue (4): 1089-1097     CSTR: 32134.14.1005.4537.2024.328      DOI: 10.11902/1005.4537.2024.328
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半固态7075铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀行为研究
丁智超, 张树国(), 肖晓春, 汪迪, 李文杰, 姜丽红
南昌航空大学材料科学与工程学院 南昌 330063
Intergranular Corrosion Behavior of Friction Stir Welded Joints of Semi-solid 7075 Al-alloy
DING Zhichao, ZHANG Shuguo(), XIAO Xiaochun, WANG Di, LI Wenjie, JIANG Lihong
School of Materials Science and Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China
引用本文:

丁智超, 张树国, 肖晓春, 汪迪, 李文杰, 姜丽红. 半固态7075铝合金搅拌摩擦焊接头晶间腐蚀行为研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2025, 45(4): 1089-1097.
Zhichao DING, Shuguo ZHANG, Xiaochun XIAO, Di WANG, Wenjie LI, Lihong JIANG. Intergranular Corrosion Behavior of Friction Stir Welded Joints of Semi-solid 7075 Al-alloy[J]. Journal of Chinese Society for Corrosion and protection, 2025, 45(4): 1089-1097.

全文: PDF(21402 KB)   HTML
摘要: 

采用溶液浸泡法对半固态7075铝合金搅拌摩擦焊接头进行晶间腐蚀行为研究。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及能谱(EDS)等手段观察不同腐蚀时间下接头各区微观组织腐蚀形貌,探究其腐蚀机理。结果表明:随着腐蚀时间增长,半固态7075铝合金搅拌摩擦焊接头各区腐蚀形式皆符合从点蚀-晶间腐蚀-剥落腐蚀这一特征;整个焊接接头可分为母材(BM)区、热影响区(HAZ)、热机械影响区(TMAZ)、核焊区(NZ)4个区域。其中焊缝中心区(NZ)腐蚀程度最轻,而热影响区(HAZ)腐蚀程度最为严重,试样腐蚀程度呈现出NZ <BM < TMAZ < HAZ趋势;研究表明导致半固态7075铝合金搅拌摩擦焊接头各区域微观腐蚀特征与耐腐蚀性能不同的主要原因为接头各区域微观组织及第二相粒子分布不同。

关键词 半固态7075铝合金搅拌摩擦焊晶间腐蚀腐蚀机理    
Abstract

The intergranular corrosion behavior of friction stir welded joints of semi-solid 7075 Al-alloy in solution of 10 mL H2O2 + 57 g NaCl + 1000 mL H2O was assessed by means of immersion test, optical microscope, scanning electron microscope (SEM) and energy spectroscopy (EDS) etc. The results show that the entire welded joint can be differentiated as four zones: the base metal (BM) zone, the heat-affected (HAZ) zone, the thermo-mechanically affected (TMAZ) zone and the nuclear weld (NZ) zone. Among them, the corrosion degree of the weld center (NZ) is the lightest, the heat-affected (HAZ) zone is the most serious; while the corrosion degree of the four zones of the weld joint may be ranked in an order from low to high as follows NZ < BM < TMAZ < HAZ. In general, with the increase of corrosion time, the corrosion forms of every zone of the friction stir welded joint of semi-solid 7075 Al-alloy conform to the same characteristics of pitting corrosion, intergranular corrosion and spalling corrosion. The difference of corrosion performance of different zones of semi-solid 7075 Al-alloy friction stir welded joints may be attributed to the different microstructure and distribution of second-phase particles in various zones of the joint.

Key wordssemi-solid 7075 Al-alloy    friction stir welding    intergranular corrosion    corrosion mechanism
收稿日期: 2024-10-09      32134.14.1005.4537.2024.328
ZTFLH:  TG457.1  
基金资助:国家自然科学基金(52105451);国家自然科学基金(52465045)
通讯作者: 张树国,E-mail:zsg89@nchu.edu.cn,研究方向为轻合金精密成形、非标机电装备研发
Corresponding author: ZHANG Shuguo, E-mail: zsg89@nchu.edu.cn
作者简介: 丁智超,男,2000年生,硕士生
图1  流变挤压铸造成形7075铝合金铸件
图2  实验用搅拌针
图3  焊接试件
图4  半固态7075铝合金焊接接头各区宏观腐蚀形貌
图5  试样各区晶间腐蚀深度测量图
图6  半固态7075铝合金焊接接头各区微观组织形貌
图7  焊接接头BM晶间腐蚀不同时间后的微观形貌
图8  焊接接头HAZ晶间腐蚀不同时间后的微观形貌
图9  焊接接头TMAZ晶间腐蚀不同时间后的微观形貌
图10  焊接接头NZ晶间腐蚀不同时间后的微观形貌
ElementONaMgAlSiClCrCuZn
Point 12.80-0.0958.8438.210.060.010.05-
Point 21.05-0.1196.472.170.08-0.100.02
Point 32.910.03-92.234.610.07-0.15-
表1  EDS晶间腐蚀点的元素成分 (atomic fraction / %)
图11  晶间腐蚀4 h后的焊接接头EDS成分分析
图12  腐蚀过程图
图13  半固态7075铝合金晶间腐蚀4 h后的XRD谱图
图14  腐蚀过程示意图
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