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通过微合金化在中高镁含量铝合金5083和5A06合金中掺杂稀土元素Er可以有效地改善合金的组织和力学性能,文中分布以5E83和5E06代表铒微合金化改性后的5083和5A06。本文在此基础上系统研究了掺杂微量Er元素、含中高镁含量的5E83和5E06合金热轧板材其热轧态、350℃保温1h以及150℃保温150h退火态的耐腐蚀性能以及微观组织结构。通过晶间腐蚀、剥落腐蚀以及动电位扫描循环极化曲线法测试来表征合金的耐腐蚀性能,对于腐蚀前后的形貌观察利用金相(OM)、扫描电镜(SEM)观察,综合评价不同状态下腐蚀性能。各种状态合金的微观组织形貌,晶体结构以及相成分采用透射电镜(TEM)观察、X射线衍射(XRD)、选区衍射(SAD)及能谱(EDS)分析。
晶间腐蚀结果表明热轧态以及350℃退火态5E83合金未见明显晶间腐蚀,评定为1级,而敏化态的5E83以及各状态5E06合金晶间腐蚀深度约0.03～0.10mm,评定为3级晶间腐蚀。剥落腐蚀结果显示两种成分合金均未出现剥落腐蚀,其中热轧态以及退火态宏观评定为N级,敏化态评定为PA级,SEM分析显示仍然存在微观点蚀,350℃退火态较热轧态有所改善,但敏化后出现了沿晶界连续分布的蚀坑,5E06合金较5E83严重。
动电位扫描循环极化曲线测试结果显示,两种合金的腐蚀电流均处于μA/cm2级别,表明平均腐蚀速度很小:其中5E06的腐蚀电位比5E83更负,腐蚀电流更大,表明Mg含量的增加降低了耐腐蚀性能;经过350℃/1h热处理合金腐蚀电位较热轧态正移,腐蚀电流则有所减少,表明经350℃退火合金耐蚀性较热轧态有所改善,这与剥落腐蚀和晶间腐蚀结果一致;经过150℃/150h敏化处理后5E06合金平均腐蚀电流密度较350℃退火态有所减小,敏化态5E83合金电化学性质则处于热轧态与350℃退火态之间,表明经过150℃/150h敏化处理对合金表面微区电化学差异性有所影响。
微观结构分析显示,两种成分热轧态以及350℃退火态晶界上均无析出,而高Mg含量的5E06合金可能有更多的溶质原子Mg在晶界的偏聚生成一层极薄的易蚀的第二相膜层而导致一定的晶间腐蚀;而敏化后在5E06合金中有沿晶界连续析出、5E83沿晶界断续析出富镁的β相,从而引发晶间腐蚀。而合金中存在的晶格缺陷等处表面钝化膜易受Cl-的攻击,也是引发点蚀萌生的重要部位;敏化后在Al6Mn以及含Er中间相等第二项周围析出的β相也是引发点蚀形核的重要因素。合金中存在的Al3Er、Al3(Er,Zr)等含Er中间相电极电位较高,在腐蚀中为阴极相,不会降低合金的耐蚀性能。
从以上结果可知,含Er中高镁铝合金热轧板材耐腐蚀性能良好,微量Er元素的添加没有明显降低合金的耐蚀性能,Mg含量的增加会提高腐蚀电流密度,再结晶退火可改善合金耐腐蚀性能,长时间低温退火则可能增加晶间腐蚀敏感性。