生锈、穿孔、表面坑洼……你以为腐蚀总是“有迹可循”?事实上,如果说“金属疲劳”是材料的慢性病,那么“晶间腐蚀”就是突发性心梗。没有前兆,没有表面症状,却可能在一次关键的承重中瞬间崩溃。
作为一种轻质、耐腐蚀、性能优异的材料,铝合金已被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑、医疗等多个领域。随着市场占有率的不断提升,铝合金材料的安全缺陷问题也日益凸显。今天我们就来聊聊铝合金晶间腐蚀。
铝合金晶间腐蚀的原理是什么?
当铝合金中Al-Mg-Si-Cu等合金元素的析出相在晶界处溶解,会形成阳极性质的晶界析出相与铝基体之间存在腐蚀电位差,形成电偶腐蚀。这种效应创造了更易腐蚀的闭塞环境,导致连续的晶间腐蚀通道形成。
哪些铝合金容易发生晶间腐蚀?
• 2xxx系列 (Al-Cu系): 如2014, 2024等,对晶间腐蚀非常敏感。
• 5xxx系列 (Al-Mg系): 当镁含量较高(>3-3.5%)且长时间在中等温度(如60-200°C)下服役时,晶界会连续析出β相(Al₃Mg₂)。该相电位非常负,会作为阳极被溶解,导致晶间腐蚀。这种现象也称为“敏化”(Sensitization)。
• 6xxx系列 (Al-Mg-Si系) 如6061、6063,通常对晶间腐蚀不敏感,除非热处理非常不当。
• 7xxx系列 (Al-Zn-Mg-Cu系): 如7075等超高强度铝合金,也非常敏感。
如何检测晶间腐蚀性能?
依据GB/T 7998-2023标准,对2、5、6、7系铝合金产品,常用以下两种方法检测铝合金抗晶间腐蚀性能:
图片来源于GB/T 7998-2023标准
1.腐蚀深度法
• 试样主变形方向加工并预处理
• 2、6、7系铝合金使用NaCl-H₂O₂溶液,30℃腐蚀6小时;5系使用NaCl-HCl溶液,30℃腐蚀24小时。
• 腐蚀后,通过金相显微镜观察网状晶界,测量最大腐蚀深度。
• 根据腐蚀深度,抗晶间腐蚀能力分为1级(最强)至5级(最弱)。
2.质量损失法
• 测量试样腐蚀前后质量变化。
• 单位表面积质量损失越小,抗腐蚀能力越强。
• 当质量损失在15-25 mg/cm²范围时,需进一步金相检查确认。
图片来源于GB/T 7998-2023标准
CTI华测检测教你如何预防晶间腐蚀
• 科学选材:根据使用环境合理选择材料牌号。
• 环境控制:避免长期处于高温、高湿、酸碱环境。
• 定期更换:及时更换达到使用寿命的材料。
• 工艺优化:热处理中抑制合金相沿晶界析出。
• 成分控制:合理控制Al-Mg-Si-Cu等元素含量。
• 表面防护:采用防腐涂层有效阻断腐蚀发生。
晶间腐蚀虽隐蔽,却可防可控。科学选材、规范检测、合理维护,可以保障铝合金材料的长久安全使用。切勿让这个“隐形杀手”危及您的设备和工程安全!定期进行专业检测是发现晶间腐蚀的有效手段!请选择有资质的检测机构为您的材料安全保驾护航。
END