中国腐蚀与防护学报, 2024, 44(4): 1055-1063 DOI: 10.11902/1005.4537.2023.321

轻质合金腐蚀与防护专栏

1050A铝合金在山东不同典型环境中的大气腐蚀行为特征研究

樊志彬,, 高智悦, 宗立君, 吴亚平, 李辛庚, 姜波, 杜宝帅

国网山东省电力公司电力科学研究院 济南 250001

Corrosion Behaviour and Characteristics of 1050A Al-alloy Exposed in Typical Atmospheres of Shandong Province

FAN Zhibin,, GAO Zhiyue, ZONG Lijun, WU Yaping, LI Xingeng, JIANG Bo, DU Baoshuai

State Grid Shandong Electric Power Research Institute, Ji'nan 250001, China

通讯作者: 樊志彬,E-mail:fan200403707@163.com,研究方向为电网材料腐蚀防护技术

收稿日期: 2023-10-10   修回日期: 2023-11-24  

基金资助: 国家电网有限公司总部科技项目.  5200-202016471A-0-0-00

Corresponding authors: FAN Zhibin, E-mail:fan200403707@163.com

Received: 2023-10-10   Revised: 2023-11-24  

Fund supported: Science and Technology Project of State Grid Corporation.  5200-202016471A-0-0-00

作者简介 About authors

樊志彬,男,1987年生,高级工程师

摘要

在山东青岛、东营、威海、潍坊等典型大气环境中对1050A铝合金进行了为期42个月的自然暴晒试验。暴晒一定周期试样取回,利用宏观形貌、微观形貌、腐蚀速率、腐蚀产物分析和电化学分析等手段研究了其在山东典型大气环境中的腐蚀行为特征。结果表明:1050A铝合金具有较好的耐大气腐蚀性能,在山东青岛、东营、威海和潍坊不同典型大气环境中暴晒42个月后,腐蚀产物主要以Al的氧化物和氢氧化物为主;相对来说腐蚀速率东营>威海>青岛>潍坊,其腐蚀速率随暴晒时间延长而降低,这可能有腐蚀产物膜有关。通过激光共聚焦微观形貌分析可见,腐蚀以局部腐蚀为主,暴晒42个月以后,点蚀坑主要分布在10 μm以下。电化学阻抗结果表明在暴晒初期试样正反面腐蚀程度存在一定的差异,随着暴晒时间延长差异减弱。

关键词: 铝合金 ; 大气腐蚀 ; 腐蚀速率 ; 腐蚀特征

Abstract

A natural exposure test of 1050A Al-alloy was conducted in the typical atmospheric environments in the regions Qingdao, Dongying, Weihai and Weifang of Shandong Province for a period of 42 months. Afterwards, the corrosion behavior of the alloy was studied by means of macroscopic- and microscopic-morphology observation, corrosion rate measurement, corrosion product analysis and electrochemical test. The results show that 1050A Al-alloy has good atmospheric corrosion resistance, and the corrosion rate decreases with the increasing exposure time. Corrosion products are mainly Al-oxide and -hydroxide. The corrosion rate of 1050A Al-alloy tested at four different test sites may be ranked as following descending order: Dongying>Weihai>Qingdao>Weifang. The corrosion rate decreases with the extension of exposure time, which may be related to the presence of corrosion product scale. The laser confocal microscopic morphology analysis reveals that the corrosion is mainly pitting corrosion. The size of Pits was mainly below 10 μm after 42 months of exposure. The EIS result indicates that there exists a discernible discrepancy in the corrosion extent between the upward- and downward-sides of the test coupons at the initial exposure stage, which then gradually diminishes as the exposure time prolongs.

Keywords: Al-alloy ; atmospheric corrosion ; corrosion rate ; corrosion characteristics

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本文引用格式

樊志彬, 高智悦, 宗立君, 吴亚平, 李辛庚, 姜波, 杜宝帅. 1050A铝合金在山东不同典型环境中的大气腐蚀行为特征研究. 中国腐蚀与防护学报[J], 2024, 44(4): 1055-1063 DOI:10.11902/1005.4537.2023.321

FAN Zhibin, GAO Zhiyue, ZONG Lijun, WU Yaping, LI Xingeng, JIANG Bo, DU Baoshuai. Corrosion Behaviour and Characteristics of 1050A Al-alloy Exposed in Typical Atmospheres of Shandong Province. Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection[J], 2024, 44(4): 1055-1063 DOI:10.11902/1005.4537.2023.321

面对着不断增大的用电需求和愈加严格的技术限制,输变电行业的技术升级已经成为电力行业发展的趋势。目前我国输电线是以220 kV电力系统为基础,已形成成熟的500 kV电网结构。随着技术和经验的积累,国家电网公司提出建设1000 kV特高压电力系统的发展目标。西北地区750 kV变电示范工程的建成,标志着我国交流输电工程进入世界先进水平[1~3]。为了使电力系统的网架结构和输电能力得到进一步加强,需要高效的导体作为介质构建电力配发、输送等,这些导体材料的安全可靠服役是确保电力系统运行的基本所在。

输变电使用的导电材料主要有Cu、Al等。其中,铜具有良好的电导率和热导率,但价格昂贵;铝合金由于具有较高的电导率和热导率且价格便宜而被广泛应用。此外,我国具有富铝缺铜的特点,广泛使用以铝合金为导体的电力设备,可有效助力国家实现“以铝代铜”的战略目标[4~7]

Al作为电网体系中重要的导线材料,服役于复杂的大气环境中,且由于输变电设备运行过程中可能产生大量电热,所以一些金属部件无法进行传统的外敷式涂料覆盖,铝导线等面临外界环境和电力工况耦合作用下的腐蚀威胁[8]。近年来不断有关于电网设备金属部件腐蚀失效的报道,输变电材料的腐蚀广泛存在,严重影响到输电网的安全运行[9,10]。因此,研究实际工况环境下铝合金的大气腐蚀对维护电力系统具有重要意义。目前,针对铝合金的大气腐蚀研究有室内模拟和室外投样的方法。研究者[11~13]对铝合金的实验室内腐蚀模拟做了大量研究,如李涛等[11]研究了2A12铝合金初期腐蚀规律和电化学行为的影响,表明NaCl溶液中Cl-会促进点蚀的形成和发展,且随着Cl-的增加腐蚀产物增多并改变腐蚀过程的电化学控制步骤。王振尧等[12]研究了在模拟污染大气环境下LC4铝合金的腐蚀行为和机理,在不同加速腐蚀介质中,LC4铝合金腐蚀失重与腐蚀时间均呈现线性关系。杨萍等[13]研究表明在5%NaCl溶液中,LF21铝合金的腐蚀速率与温度、时间有关,随着温度的上升腐蚀加快;腐蚀速率随着时间的延长先快速上升后缓慢下降。这些研究均是在实验室内模拟得到的试验结果,往往跟实际服役工况有区别。部分研究者也进行了室外大气腐蚀投样研究,根据实际服役工况得到铝合金的腐蚀行为[14~18]。郑弃非等[15]研究表明,Al及铝合金在南疆沙漠大气环境中发生了较严重的腐蚀,与南疆土壤中的MgCl2成分、较高的pH值以及Cl-和SO42-有关。谢陈平等[17]研究Al的初期大气腐蚀行为,腐蚀产物主要为Al2O3,AlOOH以及一些含氯和含硫的铝盐,大气中Cl-及SO2促进了腐蚀。Elola等[19]研究了1050铝合金在大气环境中的腐蚀机制,结果表明暴露时间越长,点蚀密度越大,而最大点蚀深度和平均点蚀深度与暴露时间呈双对数曲线关系。刘艳洁等[20]研究了纯Al在沿海、工业和乡村大气中的腐蚀行为,结果表明在沿海中的腐蚀程度最高。Sun等[21,22]研究表明,在沿海和工业大气中挤压的2024铝合金,尤其是在沿海大气环境下易发生严重的剥落腐蚀,力学性能迅速恶化。这些研究均针对铝合金在实际服役工况下的腐蚀进行的研究,具有一定的意义。然而不同地区大气环境存在很大的差异,比如空气中含盐量、污染物、湿度等均会对腐蚀造成严重的影响,因而有必要研究铝合金在不同服役工况下的腐蚀行为,分析其腐蚀行为特征,将有利于相关设备安全运行维护设计,提升设备的可靠性。但目前缺乏铝合金导电材料在山东典型环境中的腐蚀行为研究,因而很有必要了解铝合金在500 kV电力系统大气服役环境中的腐蚀行为。

本论文选用了山东地区的海洋大气、工业污染大气和乡村大气为典型大气环境为代表,选择了青岛、东营、威海和潍坊4个典型的大气环境为样品暴晒地点,其中青岛、威海是典型沿海大气环境,空气湿度和Cl-含量较高;东营除了是沿海大气环境外,还是工业大气环境,含有一定的SO2和NO2等酸性气体;而潍坊是选择的农村大气环境,湿度较低、Cl-含量以及SO2等均较少。本文结合山东典型环境的电力输电网金属部件的服役环境,采用室外暴晒试验手段研究了1050A铝合金在山东典型大气环境中的腐蚀行为,获得了铝合金在山东典型大气环境中的腐蚀行为特征,为电网关键导体材料的寿命预测和维护提供理论依据。

1 实验方法

本实验采用1050A铝合金为研究对象。其主要成分(质量分数%)为:Fe 0.40,Si 0.25,Cu 0.05,Mn 0.05,Mg 0.05,Zn 0.07,Ti 0.05,余量为Al。将样品加工处理成为50 mm × 100 mm × 5 mm的板材,做好标记,所有样品在暴晒前依次用砂纸进行打磨至1200号。打磨后,样品用去离子水、乙醇清洗、吹干、称重,记录暴晒前样品的重量,称重采用0.1 mg的天平称量。

在青岛、东营、潍坊、威海等地进行暴晒试验。暴晒前,将有钢号的作为暴晒的反面,无钢号的作为暴晒的正面,放置于暴晒架上进行为期12个月和42个月的暴晒试验。到期后,将试样收回进行腐蚀形貌、腐蚀产物、腐蚀速率等分析。

暴晒到期后,将试样收回,通过HORIBAHR-800激光拉曼光谱对自然暴晒后试样进行原位腐蚀产物分析,扫描范围为100~1300 cm-1。通过OLS40-SU激光共聚焦显微镜(LSCM)观察经过自然暴晒实验后除锈前后的样品形貌。观察表面整体和局部形貌,并对除锈后的点蚀坑深度进行观察和测量。

对暴晒收回的试样进行除锈处理,除锈参照GB/T16545-1996进行,在25℃下,置于硝酸(HNO3ρ = 1.42 g/m L)中浸泡5 min后取出。最后用去离子水和酒精清洗,吹干。除锈后,利用电子天平进行称重,记录除锈后的试样质量。通过失重法计算暴晒后试样的腐蚀速率。腐蚀速率计算方法如下:

v=m1-m2s·t

式中,v表示腐蚀速率,m1m2表示挂片实验前后试样质量,s表示试样表面积,t表示腐蚀时间。

电化学阻抗测试在CHI660E型电化学工作站完成。采用三电极体系,其中工作电极为1050 A,辅助电极为铂片电极,参比电极为饱和甘汞电极。在开始测试前将工作电极装有3.5%(质量分数) NaCl溶液中浸泡,并用开路电位测试其稳定性,稳定后对试样进行电化学阻抗谱(EIS)测试。其中,EIS测试频率范围为105~10-2 Hz,振幅20 mV,测试结果用ZSimpWin软件进行拟合。

2 实验结果分析

图1为不同山东典型环境下12个月和42个月自然暴晒后的腐蚀形貌。由图可知,12个月和42个月期在不同环境下1050A铝合金腐蚀较为轻微,局部存在点蚀坑,腐蚀程度差异明显。12个月期1050铝合金腐蚀程度轻微,出现小且稀疏的腐蚀坑。42个月期1050铝合金腐蚀程度比12个月期严重,腐蚀坑相对较大而且分布较为密集。其中潍坊、东营为工业海洋大气环境,威海、青岛为海洋大气环境。潍坊相对其他3个城市腐蚀最为轻微,12个月和42个月期正面均没有明显的点蚀,反面分布有零星点蚀坑。青岛、威海两地腐蚀较为轻微,12个月和42个月期正面分布有比较稀疏的点蚀坑,两地42个月期反面腐蚀较为明显,出现大小不同的点蚀坑。东营在4个地区中外观观察的腐蚀特征最为明显,12个月和42个月期正面分布有零星腐蚀坑,42个月期反面出现了较大的腐蚀坑且腐蚀坑分布密集,这可能与东营是沿海加工业大气环境有关。

图1

图1   1050A铝合金在青岛、东营、威海及潍坊大气环境中暴晒宏观腐蚀形貌

Fig.1   Macroscopic morphologies of the front (a1-h1) and back (a2-h2) surfaces of 1050A Al-alloy samples after atmospheric exposure in Qingdao (a, b), Dongying (c, d), Weihai (e, f) and Weifang (g, h) for 12 months (a, c, e, g) and 42 months (b, d, f, h)


图2为山东不同典型环境下1050A铝合金暴晒后腐蚀速率,暴晒12个月的腐蚀速率较大,青岛、威海腐蚀速率在2~5 g·m-2·a-1之间,处于GB∕T 19292.1-2018 C4标准,东营、潍坊腐蚀速率在5~10 g·m-2·a-1之间,处于C5标准。暴晒42个月之后腐蚀速率有所下降,潍坊、青岛、威海处于C3标准,东营处于C4标准。可以看出,当1050A铝合金长期暴露于山东典型大气环境中的腐蚀速率为东营>威海>青岛>潍坊。

图2

图2   山东典型环境下自然暴晒试样腐蚀速率

Fig.2   Corrosion rates of 1050A Al-alloy exposed to the atmospheric environments of Qingdao, Dongying, Weihai and Weifang in Shandong province


图3为1050A铝合金在山东地区典型大气环境下暴晒12个月和42个月表面腐蚀产物Raman光谱分析,结果表明在不同地区腐蚀产物均为Al的氧化物和氢氧化物,不同峰对应的Al的氧化物和氢氧化物见表1。青岛地区试样表面暴晒12个月时以α-AlOOH、Al2O3等为主,而在42个月以后转变为Al2O3γ-Al(OH)3α-AlOOH。东营地区试样表面暴晒12个月时以α-AlOOH、γ-AlOOH为主,而在42个月以后转变为Al2O3γ-Al(OH)3。威海地区试样表面暴晒12个月时以α-AlOOH、γ-AlOOH为主,而在42个月以后转变为Al2O3γ-Al(OH)3。潍坊地区试样表面暴晒12个月时以α-AlOOH、γ-AlOOH为主,而在42个月以后转变为Al2O3γ-Al(OH)3α-AlOOH。可见随着暴晒时间的延长,后期腐蚀产物均出现Al2O3,这可能是由于暴晒时间长之后,其Al(OH)3发生风化所致。其腐蚀电化学过程为:

AlAl3++3e-
O2+2H2O+4e-4OH-
Al3++3(OH)-Al(OH)3
2Al3++O2+2(OH)-2AlOOH
2Al(OH)3Al2O3+3H2O

图3

图3   1050A铝合金在青岛、东营、威海及潍坊大气环境中暴晒不同时间的腐蚀产物分析

Fig.3   Raman spectroscopies of 1050A Al-alloy after atmospheric exposure in Qingdao, Dongying, Weihai and Weifang for 12 months (a, b) and 42 months (c, d)


表1   图3中Raman峰所对应的位置[25~30]

Table 1  Corresponding positions of Raman peaks for various samples in Fig.3[25~30]

Sampleγ-AlOOHα-AlOOHα-Al(OH)3γ-Al(OH)3Al2O3
Fig.3a495-49, 1057333-335,809-811,208,287,365297, 956814-816451
Fig.3b495-49,721-725, 1057208,287,838,608975377-379,705-713451
Fig.3c721-725,10571186975,928,377-379,407-409,705-713605
Fig.3d1057705-711,440-442,1186

429,608

928,975

451,605

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铝合金表面腐蚀产物形成过程一般为:活泼铝合金暴露在大气薄液膜环境中被O2氧化,表面立即形成一层氧化膜[23],随着暴露时间的延长,表面的氢氧化物腐蚀产物脱水形成Al2O3。在服役的过程中,表面腐蚀产物容易受到氧化破损或者在其薄弱处易发生电化学腐蚀,大气中的水分子聚集在铝合金表面形成一层水膜,Cl-等腐蚀性介质吸附在水膜中破坏氧化膜并进一步腐蚀基体[24]。腐蚀产物在东营主要以γ-AlOOH为主,与α-AlOOH和Al2O3比,腐蚀产物对基体的保护性差,因而Al合金在东营地区的腐蚀速率最大;而潍坊地区Al合金的腐蚀产物α-AlOOH含量较多,对基体的保护性能较好,腐蚀速率低。这可能与东营和潍坊地区的大气环境的湿度、含盐量以及污染物气体成分有关。

图4为1050A铝合金在山东地区典型大气环境下自然暴晒42个月后的激光共聚焦形貌。由图可知,在不同环境下1050A铝合金均发生点蚀,但是点蚀大小不同,符合铝合金海洋大气腐蚀特征[31]。其中潍坊变电站腐蚀最为轻微。青岛为海洋大气环境城市,由于海洋环境中苛刻的条件,如氯离子等,点蚀较为明显,但正反面点蚀程度区别比较大,反面点蚀深度明显高于正面。如图4中潍坊反面最大深度(20.63 μm)约为正面最大深度(5.12 μm)的5倍。威海、东营1050A铝合金正面点蚀分布较青岛更为明显,但青岛正面点蚀坑深度(33.44 μm)约为东营正面点蚀深度(17.61 μm)2倍。威海正面最大点蚀深度较反面点蚀深度更深,但点蚀坑正面较少。

图4

图4   1050A铝合金在青岛,东营,威海及潍坊大气环境中暴晒42个月后的激光共聚焦形貌

Fig.4   LSCM images of the front and back surfaces of 1050A Al-alloy samples after atmospheric exposure in Qingdao (a, b), Dongying (c, d), Weihai (e, f) and Weifang (g, h) for 42 months, respectively


图5为1050A铝合金在山东地区典型环境下自然暴晒12个月和42个月试样点蚀深度分布统计。由图可知,暴晒12个月后表面点蚀呈正态分布,点蚀深度大部分都在0.6~1.6 μm之间,其中青岛反面的点蚀数量最多,腐蚀相对严重。累积概率图4个地区相差不大,4个地区点蚀小于3 μm的累积概率接近1。暴晒42个月后,点蚀深度增加,大部分在10 μm以下,并出现了一些深度大于40 μm的点蚀坑。0~10 μm范围内潍坊正面、东营正面、青岛正面、潍坊反面点蚀数量相对较多,东营潍坊为两地为典型的工业和海洋大气环境,腐蚀较为严重。暴晒42个月后东营反面低于30 μm的累积概率接近1,其余低于25 μm的累积概率为1。说明东营反面的腐蚀深度比其他地方大。整体来说,1050A铝合金在山东东营腐蚀较为严重,这与腐蚀速率结果一致。

图5

图5   山东典型环境下自然暴晒不同时间试样点蚀统计图以及累积概率

Fig.5   Statistical diagrams (a, c) and cumulative probabilities (b, d) of pits for the samples after atmospheric exposure in the typical cities of Shandong province for 12 months (a, b) and 42 months (c, d)


通过对山东地区暴晒后的试样在3.5%NaCl溶液中进行了电化学阻抗谱测试,得到了Nyquist图,如图6所示。从阻抗图可以看出,对于一年期试样,在青岛、东营、威海3处地点下正反面电化学阻抗弧形大小区别较大,主要是由于3个地点属于典型的海洋大气腐蚀环境,铝合金的腐蚀主要受空气中的湿度和Cl-作用,在腐蚀初期正面由于有太阳光直射,相对于反面试样表面液膜形成较为困难,所以腐蚀程度相对较弱,表面腐蚀产物膜较少;而对于潍坊12个月期试样正反面电化学差异较小,随着暴晒时间延长,在暴晒后期不同地点试样正反面差异减弱。综合阻抗图弧形特征分析,1050A铝合金在山东典型大气环境下表现出相同的腐蚀特征。对于阻抗的测试结果用ZSimpWin进行拟合,所使用的的拟合电路如图7,其中Rs为溶液电阻;RfQf分别为铝合金表面腐蚀产物的膜层电阻和电容,反映试样表面腐蚀产物的相关信息;QdlRct分别为界面双电层电容和界面转移电阻,反映试样表面腐蚀反应进行的难易程度。

图6

图6   1050A铝合金在山东典型大气环境下暴晒后试样电化学阻抗谱分析

Fig.6   EIS of 1050A Al-alloy exposed atmospherically to Qingdao (a), Dongying (b), Weihai (c) and Weifang (d)


图7

图7   自然暴晒后试样阻抗谱的等效电路

Fig.7   Equivalent circuit model of EIS of 1050A Al-alloy


为了更好的表征自然暴晒后试样表面的电化学特征,采用常用来表述金属腐蚀的程度的极化电阻Rp进行分析,其可以综合表征试样表面腐蚀产物膜对基体是否具有保护作用及保护作用强弱等信息,其计算方式如 式(7)所示[32]

Rp=Rs+Rf+Rct

图8为不同山东典型环境下自然暴晒试样极化电阻结果,如图所示,在山东典型环境下1050A铝合金极化电阻集中在105~106 Ω·cm2。青岛和东营地区试样暴晒42个月后极化电阻低于12个月的极化电阻,意味着1050A铝合金在青岛和东营地区暴晒42个月时的耐蚀性低于暴晒12个月的。这可能与暴露时间延长,表面腐蚀产物膜受到破坏有关系,表面形成较多点蚀坑有关。而威海和潍坊区域,1050A铝合金极化电阻随暴晒时间增大而增大,这可能与此刻表面腐蚀产物膜的保护作用有关,这与腐蚀速率的结果一致。而对于青岛和东营区域,表面腐蚀产物膜可能在长期暴晒过程中受到破坏,保护作用降低有关,这与腐蚀速率随暴晒时间的增长而降低并不矛盾。进一步说明相对而言1050A铝合金在东营地区腐蚀速率相对较大。

图8

图8   山东4个地区典型环境下自然暴晒试样极化电阻

Fig.8   Polarization resistances of 1050A Al-alloy after atmospheric exposure in typical four cities of Shandong province


3 结论

(1) 从宏观腐蚀形貌可以看出1050A铝合金在青岛、东营、威海和潍坊暴晒12个月后,腐蚀行为特征一致,差别不大;暴晒42个月后东营地区的腐蚀程度相对于其他3个地区较为严重,与东营所处的沿海和工业大气环境有关。

(2) 通过腐蚀速率研究表明1050A铝合金暴晒12个月后,其在东营和潍坊地区的腐蚀速率最高处于C5标准,青岛和威海地区的腐蚀速率处于C4标准;暴晒42个月之后其腐蚀速率均降低。通过激光共聚焦结果表明,1050A铝合金暴晒42个月以后点蚀坑主要分布在10 μm以下。

(3) 1050A铝合金暴晒12个月和42个月腐蚀类型以局部腐蚀为主;腐蚀产物主要为Al2O3、AlOOH和Al(OH)3等形式存在。

(4) 暴晒12个月时不同地点试样由于环境作用正反面电化学阻抗存在一定差异,随着暴晒时间延长,差异减弱。暴晒42个月之后青岛和东营地区1050A铝合金的极化电阻随暴晒时间增长而降低,而威海和潍坊地区1050A铝合金极化电阻随暴晒时间增长而增大,这可能与此时铝合金表面腐蚀产物的状态有关。

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[J]. J. Univ. Sci. Technol. Beijing, 2009, 31: 1576

[本文引用: 2]

李 涛, 李晓刚, 董超芳 .

Cl-含量对2A12铝合金初期腐蚀行为的影响

[J]. 北京科技大学学报, 2009, 31: 1576

[本文引用: 2]

Wang Z Y, Ma T, Han W, et al.

Corrosion behavior of Al alloy LC4 in simulated polluted atmospheric environment

[J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2005, 25: 321

[本文引用: 1]

王振尧, 马 腾, 韩薇 .

LC4铝合金在模拟污染大气环境中的腐蚀行为

[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2005, 25: 321

[本文引用: 1]

通过干湿周浸循环加速腐蚀试验,用NaHSO3和NaCl分别模拟对大气腐蚀有明显影响的两种大气污染组分SO2和Cl-。利用失重分析、表面形貌观察和腐蚀产物分析,研究了LC4铝合金在模拟污染大气环境中的腐蚀行为和机理。研究发现,在0.02 mol/L NaHSO3和0.02 mol/L NaHSO3+0.006 mol/L NaCl两种加速腐蚀介质中,不论包铝层存在与否, LC4腐蚀失重均与腐蚀时间有线性关系;Cl- 在HSO3- 存在的情况能够更有效产生点蚀源,破坏LC4表面的氧化膜,加速LC4腐蚀;试样放置的角度对LC4腐蚀有较大的影响。

Yang P, Ni X M, Zong Q B, et al.

Electrochemical corrosion behavior of LF21 aluminum alloy used in electric power system

[J]. Corros. Sci. Prot. Technol., 2012, 24: 309

[本文引用: 2]

杨 萍, 黎学明, 宗庆彬 .

电力系统用LF21铝合金的电化学腐蚀行为

[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2012, 24: 309

[本文引用: 2]

Han D S, Li D.

Correlation study of accelerated corrosion testing and outfield testing of aluminum alloy

[J]. Corros. Prot., 2008, 29: 119

[本文引用: 1]

韩德盛, 李 荻.

LY12铝合金在海洋大气环境下加速腐蚀试验和外场暴露试验的相关性

[J]. 腐蚀与防护, 2008, 29: 119

[本文引用: 1]

Zheng Q F, Sun S Q, Wen J G, et al.

Atmospheric corrosion behaviors of aluminium and aluminium alloys in desert atmosphere of southern Xinjiang Province, China

[J]. Chin. J. Nonferrous Met., 2009, 19: 353

[本文引用: 1]

郑弃非, 孙霜青, 温军国 .

铝及铝合金在南疆沙漠大气环境中的腐蚀行为

[J]. 中国有色金属学报, 2009, 19: 353

[本文引用: 1]

Yang D N, Dong K H, Fu C F, et al.

Corrosion failure analysis on Al-alloy parts of knife switches in Hainan power grid

[J]. Corros. Sci. Prot. Technol., 2016, 28: 82

杨大宁, 董凯辉, 符传福 .

海南电网刀闸铝合金部件腐蚀失效分析

[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2016, 28: 82

DOI     

采用金相,SEM,EDS和XRD等方法分析了海南电网刀闸铝合金部件的腐蚀失效原因.结果表明,刀闸杆所采用的挤压态LY12铝合金材料,其基相中含有使得该合金具有较高晶间腐蚀倾向的CuAl<sub>2</sub>强化相,且基体材料中存在有可以显著降低合金力学性能的光亮晶粒组织,在晶间腐蚀与应力的协同作用下,产生了较为严重的剥蚀现象;在海岛环境中Cl及工业污染中S的影响下,刀闸底座表面的镀锡层优先脱落,基体外露,但Al及铝合金基体表面自然形成的钝化膜会继续起到腐蚀防护的作用.在海南地区,Al-Cu合金完全不适用,而Al-Si合金可以安全使用.

Xie C P, Wang Z Y, Wei W, et al.

Characterization on early atmospheric corrosion of aluminium in Hongyanhe nuclear power plant

[J]. Equip. Environ. Eng., 2015, 12(3): 87

[本文引用: 1]

谢陈平, 王振尧, 魏伟 .

铝在红沿河核电厂地区的初期大气腐蚀表征

[J]. 装备环境工程, 2015, 12(3): 87

[本文引用: 1]

Sun S Q, Zhao Y B, Zheng Q F, et al.

Evolution mechanism of pitting of Al Clad 7075 and 2024 aluminium alloy in coastal environment

[J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2012, 32: 195

[本文引用: 1]

孙霜青, 赵予兵, 郑弃非 .

包铝的7075和2024合金在海洋大气环境中的点蚀演化机制

[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2012, 32: 195

[本文引用: 1]

通过带包铝层的7075和2024合金在海洋大气环境中长期现场暴露和室内加速模拟试验,用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、电化学测试系统和扫描Kelvin探针等研究了高强铝合金包铝层中点蚀演化机制。结果表明,在海洋大气环境中暴露20a后,带包铝7075和2024的点蚀都未穿透表面包铝层;在腐蚀严重的部位,蚀坑底部仍然保留10$\mu$m厚的内层包铝。内层包铝含有Al,Zn和Mg元素,外层包铝含有Al和Zn元素。少量Mg元素的存在使得内层包铝在25℃的0.6 mol/LNaCl溶液中腐蚀电位和空气中Kelvin电位都相对外层包铝较正,内层包铝具有较高的耐蚀性。在现场暴露和室内加速模拟试验中,点蚀坑在包铝层中倾向于沿横向扩展而不是向纵深方向发展,最终形成宽而浅的平底状点蚀坑。

Elola A S, Otero T F, Porro A.

Evolution of the pitting of aluminum exposed to the atmosphere

[J]. Corrosion, 1992, 48: 854

[本文引用: 1]

Liu Y J, Wang Z Y, Ke W.

Characterization of corrosion products on pure al exposed in atmospheres at typical rural, industrial and coastal areas in China

[J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2016, 36: 47

[本文引用: 1]

刘艳洁, 王振尧, 柯 伟.

纯Al在3种典型沿海、工业和乡村大气中的腐蚀行为

[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2016, 36: 47

DOI      [本文引用: 1]

纯Al在沿海,工业以及乡村大气环境中暴露12个月之后,利用电化学阻抗谱技术 (EIS) 以及扫描电镜 (SEM) 研究腐蚀产物对纯Al大气腐蚀过程的影响.结果表明,纯Al在沿海环境中腐蚀最为严重,在工业环境中次之,在乡村环境中最轻.在沿海与工业环境中,纯Al表面形成了不同厚度的腐蚀产物层;在乡村环境中,只有少量腐蚀产物分散存在,未形成连续的腐蚀产物层.纯Al大气腐蚀的速率控制步骤在沿海环境中为扩散过程;在工业与乡村环境中为电荷转移过程.

Sun S Q, Zheng Q F, Li D F, et al.

Long-term atmospheric corrosion behaviour of aluminium alloys 2024 and 7075 in urban, coastal and industrial environments

[J]. Corros. Sci., 2009, 51: 719

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Sun S Q, Zheng Q F, Li D F, et al.

Exfoliation corrosion of extruded 2024-T4 in the coastal environments in China

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Dyer C, Hendra P J, Forsling W, et al.

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Corrosion of hot extrusion AZ91 magnesium alloy: I-relation between the microstructure and corrosion behavior

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