铝合金加速腐蚀试验的研究

摘  要：根据影响铝合金材料大气腐蚀的环境显著性因子，制定盐雾∕干燥∕湿热∕干燥∕浸渍复合循环加速腐蚀试验方案，进行2024铝合金实验室加速腐蚀试验，对其试验结果进行腐蚀失重规律分析。结果表明，该加速腐蚀试验方案对2024铝合金的腐蚀具有很好的模拟性和加速性。

关键词：2024铝合金;大气暴露试验;加速腐蚀试验

2024铝合金是一种高质量的结构材料，主要应用于航空航天等重要装备。它的使用寿命对整机的寿命构成严重的影响。考察2024铝合金在大气环境中的使用寿命，耐腐蚀性能是一项重要指标，采用传统的大气暴露试验考察其耐蚀性虽然比较真实，但存在试验周期长、影响因子不易控制、反应实际情况单一等缺点[1]。因此有必要开展研究模拟自然大气环境的加速腐蚀试验。

实验室加速试验是为了研究材料大气腐蚀主要影响因素相互作用规律及机理、快速评价材料的耐蚀性、预测长期腐蚀行为和使用寿命而发展起来的。越来越受到重视而且发展迅速，现在已由连续盐雾试验发展到了循环盐雾试验，并且试验条件已从早期的单一控制发展到要求能够控制8种到14种[2]。

本研究是根据分析海洋大气环境下，影响2024铝合金材料腐蚀的显著性气象因子，如高温、高湿，以及Cl-、SO2、NO2、雨水的pH值等，而制定室内加速模拟腐蚀试验方案，进行加速腐蚀试验，分析腐蚀失重试验结果，对加速试验方案的模拟性和加速性进行评价。

1  试验方法

（1）试验条件

试样材料为2024铝合金，先清洗脱脂，然后乙醇脱水，再放置干燥24h后，称其质量，精确度为0.1mg。

试验设备：循环盐雾腐蚀试验箱，喷雾介质：质量分数为5%的NaCl溶液，pH约值为6.5～7.2。

将试样放置于循环盐雾腐蚀试验箱中，进行加速腐蚀试验，试验过程为：盐雾（5%NaCl溶液，35℃，6h）→干燥（60℃，<35 RH，3h）→湿热（60℃，>95RH，6h）→干燥（60℃，<35 RH，3h）→浸渍（室温，6h）→冲洗。

浸渍溶液为以下3种：（NH4）2SO4溶液（浓度为0.01mol/L）、NaHSO3溶液（浓度为0.01mol/L）、（NH4）2SO4溶液和NaHSO3溶液。

取样：从试样刚出现腐蚀产物时开始取样，每次取3块;经过几个周期后，当试样表面腐蚀产物增多时再取一次，依次类推，一直到试样表面腐蚀严重，停止试验。

（2）腐蚀失重计算

试验过程中取出的试样，要先进行试样表面腐蚀产物的清除，其目的是为了准确计算试样腐蚀后的质量损失。去除腐蚀产物过程：先将试样放置于70%（质量分数）的硝酸溶液中，浸渍时间为10min，然后取出，先在自来水中反复冲洗3～4次，然后再用蒸馏水冲洗2次，再用乙醇脱水，最后用热风干燥（50℃），待冷却后，称其质量，取精确度为0.1mg。然后用失重法计算试验腐蚀失重。

2  结果与讨论

根据试验结果，绘制经3种不同浸渍溶液的腐蚀后的质量损失与试验时间曲线。3种不同浸渍溶液的腐蚀后的质量损失与试验时间变化关系。

从图中曲线可看出：浸渍溶液为（NH4）2SO4循环盐雾试验，对2024铝合金材料的腐蚀不是太明显，远远小于其它另外两种浸渍溶液的试验所产生的腐蚀。浸渍溶液为NaHSO3和（NH4）2SO4+NaHSO3的环盐雾试验，对2024铝合金材料的腐蚀较为严重，而且随着试验周期的延长，腐蚀速率（斜率）不断增加，基本上呈线形增加趋势，说明试样表面产生的腐蚀产物没有起到阻滞腐蚀的作用，可以看出，腐蚀速率基本恒定，证明腐蚀产物不具有保护性。循环盐雾结合（NH4）2SO4+NaHSO3溶液浸渍试验，对2024铝合金材料腐蚀具有好的加速性，加速倍率较高。

3  结论

（1）根据海洋大气环境下影响铝合金材料腐蚀的显著气象因子制定的盐雾/干燥/湿热/干燥/浸渍（（NH4）2SO4+NaHSO3溶液）复合循环加速腐蚀试验对于2024铝合金材料的腐蚀具有很好的加速性。

（2）浸渍溶液为（NH4）2SO4+NaHSO3的循环腐蚀试验，随试验周期的延长，腐蚀速率基本随时间呈线形增加的趋势，而且腐蚀速率基本恒定，表明形成的腐蚀产物并没有起到阻滞腐蚀的作用，腐蚀产物不具有保护性。

参考文献：

[1]刘明，张晓云，陆峰.LC4CS铝合金大气腐蚀模拟加速实验方法的研究[J].腐蚀科学与防护技术，2005，17（4）：271-274.

[2]蔡健平，等. 铝合金综合环境试验研究[J].装备环境工程，2006（3）：67-69.