铝合金在模拟SO2污染大气环境中的腐蚀行为

第２８卷　第２期　２００８年４月　航空材料学报　Ｖｏ１．２８，Ｎｏ．２　Ａｐｒｉｌ　２００８　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬ　ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ　铝合金在模拟ＳＯ２污染大气环境中的腐蚀行为　周和荣　。，　李晓刚　，　董超芳　，　肖　葵　（１．北京科技大学材料学院腐蚀与防护中心，北京１０００８３；２．北京市腐蚀、磨蚀与表面技术重点实验室，北　京１０００８３；３．中国航空救生研究所，湖北襄樊，４４１００３）　摘要：采用扫描电镜（ＳＥＭ／ＥＤＸ）、增重法、傅立叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）和ｘ射线衍射研究铝合金１０６０、铝合　金２Ａ１２和７Ａ０４分别在表面沉积与未沉积７０ｐ￣ｇ／ｃｍ　氯化钠条件下在含５０×１０　ＳＯ　（５０ｐｐｍ）污染大气环境中　的腐蚀行为和规律，并测试三种材料力学性能的变化。研究结果表明，随试验时间的延长，铝合金表面腐蚀产　物不断增多，腐蚀增重符合指数衰减规律Ａｍ／Ａ＝Ｂ＋Ｄｅｘｐ（一ｔ／ｋ），抗拉强度和延伸率呈下降趋势；表面腐蚀产　物形貌呈团状或圆团状，并不断向外扩展延伸，呈现不均匀的凹凸形貌；铝合金在５０ｐｐｍ　ＳＯ　污染大气环境中腐　蚀产物少，腐蚀增重较少，表面腐蚀产物主要为氧化铝和硫酸铝；而表面沉积７０ｐ￣ｇ／ｃｍ　ＮａＣ１的铝合金在模拟　５０ｐｐｍ　ＳＯ，污染大气环境中腐蚀产物明显增多，腐蚀增重大，力学性能下降幅度大，二氧化硫和氯化钠的协同作　用明显促进铝合金的腐蚀，腐蚀产物主要为氧化铝、铝的硫酸盐和铝的氯化物。　关键词：铝合金；ＳＯ　污染；增重法；大气腐蚀　中图分类号：ＴＧ１７２．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００５—５０５３（２００８）０２－００３９－０７　铝及铝合金由于具有密度小、力学性能优异、电　速金属的大气腐蚀；屈庆　利用石英晶体微天平、　红外光谱、光电子能谱、扫描电镜等手段分析和研究　可溶盐ＮａＣ１沉积和ＳＯ　在金属ｚｎ初期大气腐蚀中　的作用，探讨腐蚀过程和机理。林翠　采用微量腐　蚀气体发生装置研究ＮａＣ１沉积和ＳＯ　在镁合金　ＡＺ９１Ｄ初期大气腐蚀中的作用，探讨腐蚀过程和机　理，认为ＮａＣ１和ＳＯ　同时存在引起的腐蚀远大于两　者单独存在时引起的腐蚀加和，ＮａＣ１和ＳＯ　对铝合　金的初期大气腐蚀具有明显的协同作用。　导热能力强、成型加工性好以及优异的物理化学综　合性能等一系列优点，在航空、交通、能源等领域得　到广泛的应用，已经成为工业中使用量仅次于钢铁　的第二大金属材料。因此，铝合金在大气环境中的　腐蚀性能和腐蚀行为备受关注。　在大气污染环境中，氯离子（Ｃ１一）沉积和二氧　化硫（ｓｏ　）污染是导致铝及其合金发生严重腐蚀的　主要环境因素¨　。其中氯化钠（ＮａＣ１）是近海洋　大气环境中金属表面主要的固体沉积物之一，具有　很强的吸湿性，并能溶于金属表面的薄液膜形成强　腐蚀性的电介质，对金属腐蚀起着加速作用。二氧　本试验采用微量腐蚀气体发生装置产生与实际　相接近的二氧化硫（ＳＯ　）气体，利用模拟污染大气　腐蚀系统，研究材料１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４在表面沉　积与未沉积氯化钠条件下在ＳＯ　污染气氛中的腐蚀　动力学、腐蚀产物和腐蚀形貌变化情况，分别模拟研　究以ＳＯ　为主的污染环境和ＳＯ　与氯离子共同存在　化硫作为大气中主要气体污染物之一，其溶于水会　导致铝合金表面薄液膜的酸化（形成亚硫酸根或硫　酸根），并加速材料腐蚀。澳大利亚的Ｎｅｕｆｅｌｄ和　Ｃｏｌｅ等人…从微观的角度分析沉积的ＮａＣ１对锌初　环境对铝合金腐蚀的影响规律，以便为铝合金实施　防腐措施提供依据。　期腐蚀过程的影响，并用开尔文探针测量盐粒扩展　过程中的速率和电位。瑞典的Ｓｖｅｎｓｓｏｎ　Ｊ．Ｅ和Ｊ０一　ｈａｎｓｓｏｎ　Ｌ．Ｇ　在室内研究微量的ＳＯ２，ＮＯ２和ＮａＣ１　１　试验方法　试验材料为铝合金１０６０，化学成分（ｗｔ％）为ｓｉ　０．０６１，Ｆｅ　０．３６，Ｃｕ０．０２，Ｍｎ　０．０２，Ｍｇ　０．０２，Ｚｎ　对锌初期大气腐蚀的协同作用，认为在初期阶段加　收稿日期：２００７－０５－２３；修订日期：２００７－０７－０３　基金项目：自然科学基金重大项目（５０４９９３３１）　作者简介：周和荣（１９７２一），男，高级工程师，博士研究　生，主要从事金属材料腐蚀与防护方面的研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）　ｚｈｏｕｈｒ９＠１６３．ｃｏｍ。　一０．００５，Ａ１余量；２Ａ１２一Ｔ４（ＬＹ１２硬铝），化学成分（ｗｔ　％）为Ｓｉ　０．１３，Ｆｅ　０．３５，Ｃｕ４．６８，Ｍｎ　０．５３，Ｍｇ　１．５８，　Ｚｎ　０．１０，Ｔｉ　０．０２３，Ａ１余量；７Ａ０４一Ｔ６，化学成分（ｗｔ　维普资讯 http://www.cqvip.com

航％空24材Mg料学报第28卷)为Si0068．，Fe．042．，Cul．51，Mn0．，用于形貌观察及表面腐蚀产物分析。试样通过绝缘2．62，zn5．99，Ti0。015，A1余量。本试验所用试样30ar挂钩悬挂在实验箱内支架上。力学性能试样取样周皆除去包铝层20arm失重试验试样规格为1500#，m×期为240h，480h和720h，。采用拉伸试验检测试样×2．8，arm，经水磨砂纸打磨至，采用去离抗拉强度和延伸率腐蚀形貌采用扫描电镜(SEM)观察EDX分析腐蚀产物元素红外光谱分析腐蚀，子水冲洗酒精擦洗冷风吹干干燥后放置在干燥器，中静置24h称重(精确至0．1mg)待用1997。力学性能测、产物组成2。试试样按照标准GB／T16865变形铝镁及《，其合金加工制品拉伸试验用试样》采用短试样两结果及讨论．端采用绝缘胶布保护25℃。试验在高低温湿热试验箱进行实验温度为，，21金相组织图1相对湿度为50×95％10‘。二氧化硫(SO：)的体积百)。为铝合金1060，1060，2A12和7A04的金相组织，分比浓度为(50ppm，二氧化硫气氛采用形貌和。铝合金(图1a)为不可强化材料第二相FeAl，。微量腐蚀气体发生器控制(NaCl)的沉积量为70tzg󰀀本试验中氯化钠。分布比较均匀主要第二相为杂质相c图1b。cm，沉积方法为：将水，分别为铝合金7A042A12经固溶和自然时效处理与乙醇按1：10体积比配成氯化钠饱和溶液然后，，(T4)和铝合金经固溶和单级人工时效处理，均匀喷洒在试样表面待液滴铺展并吹干此时氯化钠均匀分布在试样表面上量采用增重法确定。。(T6)后的组织形貌除了基体铝外还有凝固后高，试样表面氯化钠的沉积温沉淀和时效析出的分布比较均匀的细小强化相和本试验采用的模拟大气腐蚀系，、、结晶析出的粗大脆性第二相颗粒的第二相为Cu一。合金2A12主要7A04统包括4个部分：(1)给气装置由气瓶阀门气体，0(Al：Cu)和11s(A1：CuMg)；铝合金含Cu和，流量计和气体混合室组成通过气体流量计控制氮主要相为固溶相2相(MgZn：)和金属间化合物A1，，气(N)和氧气(O：)按照：75：25(wt％)在混合室中，Fe，(A1，Cu)6(Fe\"Cu)和Mg2Si。Fe相一混合配置模拟纯净空气；(2)微量气体发生装置包般作为阴极相加速铝基体的腐蚀而含。。，Mg、相含渗透管及配套的自适应恒温装置可连续产生高，般作为阳极相溶解另外材料在冶炼轧制和、、，纯度低浓度的二氧化硫腐蚀性气体；(3)腐蚀反应加工过程中引起的杂质孔隙凹陷等各种缺陷皆会影响材料的腐蚀性能2．装置实验采用高低温湿热试验箱；(4)气体回收装，。置为了避免酸性腐蚀性气体排放污染将尾气通入，，2腐蚀形貌图2集气瓶和碱液回收瓶之后再排人大气，。高纯氮气进为铝合金中腐蚀，1060，2A12和7A04在含。50ppm入微量气体发生装置中作为二氧化硫腐蚀气体的SO：环境24h和720h，的腐蚀形貌和从图中形载带气与微量气体发生装置产生的二氧化硫混合，，貌可以看出铝合金，10602A12，7A04随腐蚀时。通入气体混合室内以获得实验所需的50，×10‘SO：间的延长腐蚀产物不断增多腐蚀趋于严重，，腐蚀(vol％)腐蚀气体浓度720h，。形貌以团状腐蚀产物为主并不断向外延伸形成局，试验时间为48h96h，，失重试验取样时间为，24h，部区域腐蚀少。铝合金经，720h腐蚀后比较轻微试样，，168h，，240h360h480h和720h，每组采用1表面只有局部点腐蚀腐蚀产物不多腐蚀增重较。3片平行试样3片试样用于增重测量后取片试片而铝合金1060，2A12和7A04表面沉积70斗g󰀀图Fig．1Mic铝合金ro1060o，2A12m和7A04的金相组织形貌a1graphsfaluinumlloys1060，2A12and7A04维普资讯 http://www.cqvip.com

第2期NaCl，铝合金在模拟s后在含50ppm0：污染大气环境中的腐蚀行为41。cmSO，，环境中腐蚀程度较重。物局部松动这样腐蚀介质，s0：能够达到基体使铝。(图3)腐蚀产物明显增多腐蚀面积增大2A12铝合金，合金腐蚀继续旧0，腐蚀产物重量不断增加，对比初和7A041060。腐蚀720h后腐蚀产物基本覆盖表面，始不同表面状态的腐蚀形貌发现NaCl明显加速铝，而铝合金腐蚀相对较轻只是表面局部区域有，合金在含金2A1250ppmA04SO：环境中的腐蚀程度并且铝合1060，腐蚀产物腐蚀产物形貌主要以团片状为主不断和7的腐蚀程度明显大于铝合金向外扩展增厚的腐蚀产物层出现内应力而发生龟，说明铝合金2A12和7A041060。在该环境中耐蚀性优于铝合金裂龟裂裂纹随腐蚀时间延长不断加宽外层腐蚀产，，图Fig．2gra铝合金在含phs；o50ppmaSO：环境中腐蚀24hs和720h的腐蚀形貌onmen2SEMmicrofaluminumlloyin50pp，mS0；2envirt(a)1060，24h(b)1060，720h；(e)2A1224h(d)2A12，720h；(e)7A04，24h；(f)7A04，720h图Fig．3m表面沉积icroNaClo的铝合金在m50ppmSO：环S0境中腐蚀224hen和720h的腐蚀形貌3SEMgraphsfaluinumalloysin50ppmenvironmt维普资讯 http://www.cqvip.com

４２　２．３腐蚀产物分析　航空材料学报　第２８卷　金７Ａ０４腐蚀７２０ｈ后增重０．５６ｇ／ｍ　。铝合金腐蚀　增重Ａｍ／Ａ（ｇ／ｉｎ　）与暴露时间￡（ｈ）之间满足指数　衰减规律，用下式描述：　Ａ　ｍ图４为铝合金７Ａ０４在不同环境中腐蚀７２０ｈ后　腐蚀产物的能谱。７Ａ０４合金在５０ｐｐｍ　ＳＯ　环境中　腐蚀产物含有Ａｌ，ｓ和０等元素，ＸＰＳ光电子能谱分　析含有ＡＩ：０，，硫含量太少无法检测，其腐蚀产物可　能为氧化铝以及铝的硫酸盐　］。铝合金７Ａ０４表　面沉积７０ｐ，ｇ・ｃｍｑ　ＮａＣＩ后在５０ｐｐｍ　ＳＯ　环境中经　＝　＋Ｄｅｘｐ（一￡／ｋ）　（１）　其中，　为前期腐蚀发展状况，　值越大，腐蚀越严　重；　为后期腐蚀减缓的趋势，　值越小，后期腐蚀减　过７２０ｈ腐蚀后腐蚀产物含有Ａｌ，Ｓ－，０，Ｎａ和ｃｌ元　缓趋势越明显，　是第一次取样的时间（２４ｈ）。模　拟结果示于表１，ＢＩｏ６ｏ＜Ｂ２＾ｌ２＜Ｂ７＾０４，ｋｌｏ６ｏ＜　２＾ｌ２＜　¨，素，红外光谱分析腐蚀产物含有羟基基团和硫酸根，　ｘ射线衍射分析腐蚀产物含有氧化铝和硫酸铝（图　５），因此，其腐蚀产物为氧化铝、硫酸铝和铝的氯化　物　。’　。　２．４腐蚀动力学曲线　说明在５０ｐｐｍ　ＳＯ：环境中铝合金１０６０腐蚀最　轻微，而铝合金７Ａ０４腐蚀最严重。而表面喷７０　ｇ　・ｃｍ　ＮａＣＩ铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４在含　５０ｐｐｍ　ＳＯ　环境中腐蚀增重明显高很多（图６ｂ），铝　图６是铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４在含５０ｐｐｍ　ｓＯ２和７０ｐ，ｇ・ｃｍ　ＮａＣＩ＋５０ｐｐｍ　ＳＯ２环境中腐蚀后　的增重数据。从动力学曲线可以看出，铝合金　１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４腐蚀增重随时间的增加呈递增　趋势，增重量不断增大。图６ａ为铝合金１０６０，２Ａ１２　和７Ａ０４在含５０ｐｐｍ　ＳＯ　环境中腐蚀增重数据。由　合金１０６０腐蚀７２０ｈ后增重１．４９ｇ／ｉｎ　，铝合金　７Ａ０４腐蚀７２０ｈ后增重９．６４ｇ／ｉｎ　。依据公式（１）模　拟结果，　Ｉｏ６ｏ＜Ｂ２＾ｌ２＜Ｂ７＾０４，ｋｌｏ６ｏ＜　２＾ｌ２＜　７＾０４，说明　表面喷盐后铝合金１０６０腐蚀最轻微，最耐蚀。而铝　合金７Ａ０４易腐蚀，腐蚀最严重。铝合金１０６０，２Ａ１２　和７Ａ０４表面沉积７０　ｇ・ｃｍ　ＮａＣＩ后腐蚀增重明　显增加，说明ＮａＣＩ促进了铝合金在ＳＯ　湿热环境中　的腐蚀。　图中可见，铝合金１０６０腐蚀７２０ｈ后增重０．１３ｇ／　ｉｎ　，铝合金２Ａ１２腐蚀７２０ｈ后增重０．２１ｇ／ｉｎ　，铝合　（ａ）　Ｏ　ＳＳ　．　０　０．５　１．０　１．５　２．０　２．５　３．０　３．５　４．０　Ｅ｛ＫｅＶ　图４铝合金７Ａ０４在不同环境中腐蚀７２０ｈ后腐蚀产物ＥＤＸ谱　Ｆｉｇ．４　ＥＤＸ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ａｆｔｅｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｆｏｒ　７２０ｈ　ｉｎ　５０ｐｐｍ　ＳＯ２　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　（ａ）５０ｐｐｍ　ＳＯ２；（ｂ）７０￣ｇ・ｃｍ　ＮａＣ１＋５０ｐｐｍ　ＳＯ２　０　Ｗａｖｅｎｕｍｂｃｒｓ／ｃｍ‘　图５表面沉积ＮａＣ１的ＬＣ４合金在５０ｐｐｍ　ＳＯ：环境中腐蚀７２０ｈ的ＩＲ（ａ）和ＸＲＤ（ｂ）谱　Ｆｉｇ．５　ＩＲ（ａ）ａｎｄ　ＸＲＤ（ｂ）ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ａｆｔｅｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｆｏｒ　７２０ｈ　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　Ｏ．７　．铝合金在模拟ｓＯ　污染大气环境中的腐蚀行为　（ａ）　ｌｚ　．４３　（ｂ）　ｌ０６０　—０．６　。拿０．５　一一１０６０　∞　’０．４　．－ｏ－２Ａｌ２　／　／　．一－／／／　　４－７　Ａ０４　暑０．３　∞　／　６　４　一善０．２　０．１　／．　　．．．．．　２　＿＿＿．Ｄ　１００　２００　３００　４００　５００　６００　７００　８００　Ｔｉｍｅ／ｈ　１００　２００　３００　４００　５００　６００　７００　８００　Ｔｉｍｅ／ｈ　图６铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４试验后腐蚀增重数据　Ｆｉｇ．６　Ｍａｓｓ　ｇａｉｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　１０６０，２Ａ１２　ａｎｄ　７Ａ０４　ａｆｔｅｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｔｅｓｔｉｎｇ　（ａ）５０ｐｐｍ　ＳＯ２；（ｂ）７０ｕｇ・ｃｍ～ＮａＣＩ＋５０ｐｐｍ　ＳＯ２　表１　铝合金在不同条件下的曰，Ｄ和ｋ值　Ｔａｂｌｅ　１　Ｂ，Ｄ　ａｎｄ　ｋ　ｖａｌｕｅｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　１０６０　２Ａ１２　７Ａ０４　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｂ　０．２２　Ｄ　—０．２１　—０．３７　—１．２１　ｋ　３８８．３４　６４３．８８　１２５０．３０　５０ｐｐｍＳＯ２　０．３８　１．２４　１０６０　２Ａ１２　７Ａ０４　７０ｕｇ・ｃｍ～ＮａＣＩ＋５０ｐｐｍＳＯ２　１．２２　５．２２　９．６４　—１．１６　—５．０４　—９．１２　７３．４９　２９８．６７　３０５．５３　２．５力学性能分析　液膜的性质，使薄液膜呈酸性。同时亚硫酸容易氧　化生成硫酸，发展过程为　：　ＳＯ２＋Ｈ２Ｏ—Ｈ２ＳＯ　Ｈ２ＳＯ３一Ｈ　＋ＨＳ０３－　（２）　（３）　图７为铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４在ＳＯ　气氛　环境中腐蚀后的强度和延伸率数据。从图可以看　出，铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４在湿热ＳＯ　气氛环境　中试验后强度和延伸率都降低。图７ａ和ｂ为　５０ｐｐｍ　ＳＯ　气氛环境中铝合金经不同腐蚀时间的强　度和延伸率变化趋势，强度和延伸率下降幅度小，经　７２０ｈ腐蚀后铝合金１０６０强度降低８．９％，延伸率降　低９．８％。铝合金２Ａ１２强度降低４．６％，延伸率降　低２３．８％。铝合金７Ａ０４强度降低为５．７％，延伸率　降低最多为２４．５％。而铝合金表面沉积７０　ｇ・　ｃｍ　ＮａＣ１后在５０ｐｐｍ　ＳＯ　气氛环境中腐蚀后强度　和延伸率下降幅度明显增大，经７２０ｈ腐蚀后铝合金　１０６０强度降低２１．５％，延伸率降低１２．３％。铝合　金２Ａ１２强度降低９．０％，延伸率降低３０％。铝合金　７Ａ０４强度降低１　１．９％，延伸率降低最多为５４．５％，　说明表面沉积氯化钠明显加速铝合金在ＳＯ　气氛环　ＨＳ０３－＋［０］一ＨｓＯ　（４）　ＨＳ０４－一Ｈ　＋ＳＯ：一　（５）　而依据铝的电位一ｐＨ图，铝合金表面形成的氧　化铝膜在酸性介质中容易破坏，表面形成硫酸盐腐　蚀产物，腐蚀机制为：　Ａ１２０３＋６Ｈ　＿＋２Ａ１¨＋３Ｈ２０　（６）　（７）　ｘ（Ａ１”）＋ｙ（ＳＯ：一）＋ｚ（ＯＨ一）一　Ａ１　（ＳＯ　）　（ＯＨ）　但是由于ｓＯ　含量较低（为５０ｐｐｍ），且铝合金　表面形成致密的氧化物膜层，因此腐蚀程度很轻，腐　蚀产物较少，腐蚀产物的物相分析很困难。　当铝合金表面沉积７０　ｇ・ｃｍ　ＮａＣ１后，在含　境中腐蚀，使机械性能明显下降。　２．６分析与讨论　５０ｐｐｍＳＯ：环境中腐蚀产物明显增多，主要是铝合金　在Ｃ１一离子作用下容易发生点蚀，氯离子（Ｃ１一）首　铝合金在模拟潮湿大气环境中表面会形成薄液　层。当气氛中含二氧化硫气体时，二氧化硫易溶于　水（一体积水能溶解四十体积二氧化硫），具有水溶　性和吸附性，并形成亚硫酸，电离后明显改变表面薄　先在铝表面的活性位置发生吸附，这种吸附在氧化　膜不完整或缺陷处增强，接下来发生吸附的离子与　氧化膜的化学反应导致氧化膜的减薄和裸露铝的直　接溶解，腐蚀机制为　’　。。：　维普资讯 http://www.cqvip.com

航空材料学报　第２８卷　ｂ０　芒　８　＆　目　２＼　ＩＩ２　＝　９　葛　ｂ０　芒　旦　山　益　星　８　矗　Ａ　舌　旦　山　００　图７　铝合金腐蚀不同时间的抗拉强度和延伸率　Ｆｉｇ．７　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　（ａ，ｂ）５０ｐｐｍＳＯ２；（ｃ，ｄ）７０ｐ￣ｇ・ｃｍ　ＮａＣＩ＋５０ｐｐｍＳＯ２　Ａ１（ＯＨ）３＋Ｃ１一—　Ａ１（ＯＨ）２Ｃｌ＋ＯＨ一　（８）　种缺陷引起的腐蚀形式主要是点蚀，随着腐蚀时间　Ａ１（ＯＨ）２Ｃ１＋Ｃ１一－＋Ａ１（ＯＨ）Ｃ１　２＋ＯＨ一（９）　延长，第二相或铝基体与腐蚀介质不断进行反应，腐　Ａ１（ＯＨ）Ｃ１２＋Ｃ１一一Ａ１Ｃ１３＋ＯＨ一　（１０）　蚀产物不断增多，覆盖层表面逐渐增大，覆盖层不断　由于氯离子和二氧化硫的交互作用，促进了铝合　增厚，由于内应力增加腐蚀产物出现龟裂。　金的加速腐蚀，导致腐蚀产物增多，腐蚀增重增大，材　由于材料第二相的数量和种类不同以及表面缺　料机械性能下降幅度大，腐蚀程度明显高于表面未沉　陷的差异，导致铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４腐蚀程　积ＮａＣ１的铝合金在５０ｐｐｍ　ＳＯ　环境下的腐蚀。　度明显不同，其中铝合金１０６０第二相和缺陷较少，　当材料在潮湿大气环境中时，表面会形成薄液　腐蚀轻微，最耐蚀。铝合金２Ａ１２和７Ａ０４由于添加　层，由于氯化钠和二氧化硫溶于薄液层后明显增加　不同合金元素，第二相特别是粗大第二相比较多，材　表层液体的导电性和腐蚀性，材料第二相的腐蚀电　料表面缺陷较多，形成的腐蚀微电池增多，因此腐蚀　位与铝基体不同而成为腐蚀电池的阴极和阳极，导　产物比铝合金多，腐蚀程度更严重，容易腐蚀。　致材料加速腐蚀。当铝合金第二相腐蚀电位相对于　铝负时（如１１相），第二相首先溶解形成腐蚀坑，如　３　结　论　铝合金２Ａ１２的金属间化合物Ａ１　ＣｕＭｇ相（ｓ相）腐　蚀电位比基体低，腐蚀形式可能是Ａ１　ＣｕＭｇ颗粒有　（１）２５℃和９５％ＲＨ条件下，在５０ｐｐｍ　ＳＯ　环境　选择性的溶解，Ａ１　ＣｕＭｇ相中Ｍｇ和Ａ１的高选择性　中，随试验时间的延长，铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４　溶解（Ｍｇ先溶解，然后Ａ１溶解），在Ａ１　ＣｕＭｇ（Ｓ）相　在表面沉积和没有沉积氯化钠的条件下腐蚀产物都　上形成腐蚀点，或者是ｓ相保持完整，环绕Ａ１　ＣｕＭｇ　不断增多，腐蚀增重呈递增趋势并符合指数衰减规　颗粒产生腐蚀。溶解掉Ｍｇ和Ａ１后的ｓ相相对于　律Ａｍ／Ａ＝Ｂ＋Ｄｅｘｐ（一ｔ／ｋ），抗拉强度和延伸率下　Ａ１合金基底变得不活泼，作为阴极加速颗粒周围Ａ１　降。表面腐蚀产物形貌呈团状或圆团状，并不断向　合金基底的腐蚀¨　。而铝合金７Ａ０４中腐蚀极　外扩展延伸，呈现不均匀的凹凸形貌。　易在Ａ１，Ｃｕ　Ｆｅ，Ａ１　ＣｕＭｇ等颗粒周围发生¨　。当第　（２）铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４在５０ｐｐｍ　ＳＯ，　二相电位较正时（如０相），第二相周围的铝溶解形　环境中腐蚀轻微，腐蚀产物较少，表面腐蚀产物主要　成，导致第二相脱落形成腐蚀坑。另外，材料表面各　为氧化铝和铝的硫酸盐。表面沉积７０１￣ｇ／ｃｍ　ＮａＣ１　种缺陷也会引起铝及铝合金腐蚀。材料第二相和各　的铝合金在５０ｐｐｍ　ＳＯ　环境中腐蚀明显严重，腐蚀　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２期　铝合金在模拟ｓＯ　污染大气环境中的腐蚀行为　４５　产物增多，增重量较大，机械性能下降幅度大，二氧　化硫和氯化钠的协同作用明显促进了腐蚀，腐蚀产　物为氧化铝、铝的硫酸盐和铝的氯化物。　蚀中的协同效应［Ｊ］．金属学报，２００２，３８（１０）：１０６２—　１０６６．　［６］林翠，李晓刚．ＮａＣ１沉积和ｓ０：污染对镁合金初期大气　腐蚀行为的影响［Ｊ］．北京科技大学学报，２００４，１６（５）：　５２４—５２８．　（３）铝合金１０６０，２Ａ１２和７Ａ０４（在两种模拟环　境条件下）腐蚀性能差异明显，铝合金１０６０腐蚀轻　微，增重最少。铝合金７Ａ０４腐蚀产物最多，增重最　［７］ＡＮＤＲＥＡＴＴＡ　Ｆ，ＬＯＨＲＥＮＧＥＬ　Ｍ　Ｍ，ＴＥＲＲＹＮ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ＡＡ７０７５．Ｔ６　多，力学性能下降幅度最大。　致谢感谢科技部科技基础条件平台建设项目　ａｎｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｅｄ　ＡＡ７０７５　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｍｉｃｒｏ—ｃａｐｉｌｌａｒｙ　ｃｅｌｌ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ　Ａｃｔａ　４８（２００３）：３２３９—３２４７．　［８］ＧＲＡＥＤＥＬ　Ｔ　Ｅ．Ｃｏｒｏｓｒｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ　ｆｏｒ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｅｘ－　ｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ［Ｊ］．Ｊ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｏｃｒｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９８９，１３６（４）：２０４ｃ一２１２ｃ．　（２００５ＤＴＡ１０４００）对本研究的资助。　参考文献：　［１］ＮＥＵＦＥＬＤ　Ａ　Ｋ，ＣＯＬＥ　Ｉ　Ｓ，ＢＯＮＤ　Ａ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　ｚｉｎｃ　ｂｙ　ｓｏｄｉｕｍ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　［９］ＮＥＵＦＥＬＤ　Ａ　Ｋ，ＣＯＬＥ　Ｉ　Ｓ．Ｕｓｉｎｇ　ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ　ｉｎｆｒａ—　ｒｅｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｏ　ｄｅｔｅｃｔ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　ｍｅｔａｌｓ　ｅｘｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，　１９９７，５３（１０）：７８８—７９９．　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００２，４４：５５５—５７２．　［２］ＳＶＥＮＳＳＯＮ　Ｊ　Ｅ，ＪＯＨＡＮＳＳＯＮ　Ｌ　Ｇ．Ａ　ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ｓｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　ｚｉｎｃ　ｉｎ　ｔｈｅ　［１０］ＥＬＯＬＡ　Ａ　Ｓ，ＯＴＥＲＯ　Ｔ　Ｐ，ＰＯＲＲＯ　Ａ　Ｅ．Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｉｔｔｉｎｇ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｅｘｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ［Ｊ］．Ｃｏｒｒｏ—　ｓｉｏｎ，１９９２，４８（１０）：８５４—８６３．　ｐｒｅｓｅｎｃｅ　ｏｆ　ＮａＣ１，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＳＯ２　ａｎｄ　ＮＯ２［Ｊ］．Ｃｏｒｏｓｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９３，３４（５）：７２１—７４０．　［１１］ＢＵＣＨＨＥＩＴ　Ｒ　Ｇ，ＭＡＲＴＩＮＥＺ　Ｍ　Ａ，ＭＯＮＴＥＳ　Ｌ　Ｐ．Ｅｖｉ．　ｄｅｎｃｅ　ｆｏｒ　Ｃｕ　ｉｏｎ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅａｌｌｏｙｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａ１２　ＣｕＭｇ　ｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｌｉｃ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｉｎ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｒｉｎｇ—ｄｉｓｈ　［３］ＱＵ　Ｑ，ＹＡＮ　Ｃ　Ｗ，ＷＡＮ　Ｙ，ｅｔ　ａ１．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ＮａＣ１　ａｎｄ　ＳＯ２　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｌ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　ｚｉｎｃ［Ｊ］．Ｃｏｒｏｓｒｉｏｎ，　２００２，４４：２７８９—２９０３．　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｊ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｏｃｈｅｍｉｒｃａｌ　Ｓｏｃｉｅ．　ｔｙ，２０００，１４７：１１９—１３８　［４］ＢＥＮＧＴＳＳＯＮ　Ｂ　Ｄ，ＬＩＮＤＳＴＲＯＭ　Ｒ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ＣＯ，ｏｎ　ｔｈｅ　ＮａＣ１一ｉｎｄｕｃｅｄ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ［Ｊ］．Ｊ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｏｃｈｅｍｉｒｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，２００１，１４８（４）：Ｂ１２７一Ｂ１３２．　［１２］ＢＵＣＨＨＥＩＴ　Ｒ　Ｇ，ＧＲＡＮＴ　Ｒ　Ｐ，ＨＬＡＶＡＡ　Ｐ　Ｆ，ｅｔ　ａ１．Ｌｏｃａｌ　ｄｉｓｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｐｈｅｎｏｍｅｎａ　ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｓ　ｐｈａｓｅ（Ａｌ２　ＣｕＭｇ）ｐａｒｔｉｃｌｅｓ　ｉｎ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ　２０２４一Ｔ３［Ｊ］．Ｊ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ，１９９７，１４４（８）：２６２１—２６２８．　［５］屈庆，严川伟，张蕾，等．ＮａＣ１和ｓ０：在Ａ３钢初期大气腐　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｏｆ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ａｌｌｏｙｓ　ｉｎ　Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ＳＯ２　Ｐｏｌｌｕｔｅ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ＺＨＯＵ　Ｈｅ－ｒｏｎｇ　，ＬＩ　Ｘｉａｏ—ｇａｎｇ　一，ＤＯＮＧ　Ｃｈａｏ．ｆａｎｇ　，ＸＩＡＯ　Ｋｕｉ　（１．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｂｅｉｊｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｒ　Ｃｏｒｆｒｏｓｉｏｎ，Ｅｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；３．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｌｉｆｅｓａｖｉｎｇ，Ｘｉａｎｇｆａｎ　４４１００３，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｂｅｈａｖｉｏｒｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　１０６０，２Ａ１２　ａｎｄ　７Ａ０４　ｉｎ　ｔｗｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ｓｃａｎｎｉｎｇ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），ｅｎｅｒｇｙ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ—ｒａｙ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ（ＥＤＸ），Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｉｎｆｒａｒｅｄ（ＦＴＩＲ），Ｘ．ｒａｙ　ｄｉｆｆｒａｃ．　ｔｉｏｎ（ＸＲＤ）ａｎｄ　ｍａｓｓ　ｇａｉｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｎ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　５０ｐｐｍ　ＳＯ２　ｐｏｌｌｕｔｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．Ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｔｉｍｅ　ｗａｓ　ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｃｏｒｏｓｉｒｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｉｎｃｒｅａｓｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｈｏｕｒｓ　ｐｒｏｌｏｎｇｉｎｇｍａｓｓ　ｇａｉｎ　，ｏｆ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ａｄｄｉｎｇ　ａｎｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　ｒｕｌｅ　ａｓ　Ａｍ／Ａ＝Ｂ＋Ｄｅｘｐ（一ｔ／ｋ），ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｐｅｒ．　ｃｅｎｔａｇｅ　ｄｅｃｌｉｎｉｎｇ．Ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｗａｓ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅ　ａｎｄ　ａｃｃｉｄｅｎｔｅｄ，ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ　ｆｏｒｔｈ．Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ｉｎ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　５０ｐｐｍ　ＳＯ２　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｗａｓ　ｌｉｔｔｌｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ａｎｄ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ．Ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｃｏｒ．　ｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｏｆ　７０　１ｘｇ‘ｃｍ～ｓｏｄｉｕｍ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｉｎ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　５０ｐｐｍ　ＳＯ２　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ，ｍａｓｓ　ｇａｉｎ　ｏｆ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ａｄｄｉｎｇ　ｍｏｒｅ，ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ　ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ　ｄｅｃｌｉｎｉｎｇ　ｍｏｒｅ　ｇｒｅａｔｌｙ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｍａｄｅ　ｕｐ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ，ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｕｌｆａｔｅ　ｈｙｄｒａｔｅ　ａｎｄ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｃｈｌｏｒｉｄｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙｓ；ＳＯ２　ｐｏｌｌｕｔｅ；ｍａｓｓ　ｇａｉｎ　ｍｅｔｈｏｄ；ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ