6005a铝合金焊接接头的交流阻抗性能研究(附件)【字数：14950】
摘 要摘 要6005A铝合金典型Al-Mg-Si系铝合金材料，其具有良好的耐蚀性和成形性，质地轻盈，已在轨道交通生产领域广泛使用。本文采用电化学极化曲线、交流阻抗和表面金相组织一系列测试，对6005A铝合金及其搅拌摩擦焊接头、熔弧焊焊接接头的耐蚀性能及电化学性能进行研究。得出如下主要结论1、6005A铝合金基材区是典型的挤压态组织，其强化相颗粒黑色Mg2Si相、白色过剩Si相等沿着挤压方向成行排列。基材区局部区域存在若干大颗粒析出强化的Mg2Si相以及Si相，这些颗粒存在有可能会影响合金耐蚀性能。但总得来说，搅拌摩擦焊基材区的耐蚀性能良好。2、搅拌摩擦焊下6005A铝合金热影响区在质量分数为3.5%中性NaCl溶液中腐蚀时测得的电化学交流阻抗谱(EIS)。搅拌摩擦焊下6005A铝合金基材区在3.5%NaCl溶液的交流阻抗越高，合金耐蚀性能较好。3、6005A铝合金电化学腐蚀形貌图。在Cl离子侵蚀下，晶间上微区强化相Mg2Si可能充当成膜反应的微阴极区，致使Al2O3氧化膜结构发生变化，产生疏松导致点蚀。但是总得来说，搅拌摩擦焊下热影响区点蚀不算很严重，未发现明显沿着晶间扩展诱发晶间腐蚀的现象。关键词6005A铝合金；极化曲线；交流阻抗；焊接接头
目 录
第一章 绪论 1
1.1 6005A焊接接头铝合金耐蚀性的意义 1
1.2 铝合金耐蚀性代表性手段 2
1.2.1 铝合金极化曲线 2
1.2.2 铝合金耐蚀性国内外研究进展 3
1.2.3 交流阻抗 3
1.2.4 电化学噪声 4
1.3 6005A铝合金耐蚀性问题 5
1.3.1 应力腐蚀 6
1.3.2 晶间腐蚀 6
1.3.3 剥落腐蚀 7
1.4 本文研究工作 8
1.4.1 6005A铝合金的电化学行为 8
1.4.2 6005A铝合金的极化曲线分析 9
1.4.3 6005A铝合金电化学阻抗谱分析 9
第二章 实验材料及研究方法 11
2.1 试样制备 11
2.1.1 实验原料 11
2.1.2 实验药品 11
2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
.1.3实验设备 12
2.2 试样制备 12
2.2.1 金相试样制备 12
2.2.2 电化学测试试样制备 13
2.3 试样检测（金相、电化学工作站） 13
2.3.1 金相显微镜下检测金属材料金相组织 13
2.3.2 电化学工作站 14
2.3.3 电化学腐蚀试验 15
第三章 实验结果与讨论 16
3.1 搅拌摩擦焊下6005A铝合金耐蚀性能 16
3.1.1 搅拌摩擦焊基材区组织及耐蚀性分析 16
3.1.2 搅拌摩擦焊热影响区组织及耐蚀性分析 18
3.1.3 搅拌摩擦焊焊缝区组织及耐蚀性分析 21
3.2 熔弧焊下6005A铝合金耐蚀性能 23
3.2.1 熔弧焊基材区组织及耐蚀性分析 23
3.2.2 熔弧焊热影响区组织及耐蚀性分析 25
3.2.3 熔弧焊焊缝区组织及耐蚀性分析 28
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 6005A焊接接头铝合金耐蚀性的意义
车体高铁等以后的发展方向主要就是耐蚀性，经济可持续发展的要求就是要要求满足使用时间长，不污染环境。铝及其合金具有较密度小、较强的塑性，因而是汽车车身耐蚀性设计过程中采用的重要材料。世界其他地区有很多铁轨高铁车辆公司都花费大量的时间用于来研究车辆车身的开发设计，在车辆的研究开发中，取得了很大的突破。在当今世界中，美日德国三大汽车生产国走在汽车的表面耐蚀性研究前端，处在不可或缺的地位。如今的世界形势来看，车辆领域对于汽车耗材大多使用铝合金材料，车体中需要用到铝合金的比例越来越多。A1MgSi系铝合金是唯一没有发现存在应力腐蚀开裂现象(SCC，Stress Corrosion Cracking)可热处理强化的铝合金，铝合金密度小，轻度中等，满足车体使用的要求，所以该系铝合金在高铁车身发展方面有很广阔的应用前景[1]。
当代城市交通系统中，地铁由于噪音小、运输量大、速度快，而且由于地铁的主要使用能源为电源，不产生尾气的排放，不会造成环境的污染，符合可持续发展的要求，是城市交通的主要发展方向。铁轨交通等设施中，用到的金属型材基本上都是铝合金结构，型材铝合金占有的比例为百分之七十、铸锻件约为百分之三，板材约为百分之二十七。不少国家在地铁车辆上使用半铝或全铝合金车体。随着现代交通的高速发展，对交通工具中应用的材料性能要求越来越高。铝合金制品具有耐腐蚀性好、延展性能优。质量较为轻盈特点，可实现其型材的大型宽体化。为此，铝合金在轨道交通车体中的探究和使用是世界各国所感兴趣的话题和研究方向。6005A铝合金因其热挤压成型性、耐蚀性、焊接性能属于特别优异，而且6005A铝合金这些特性能够应付大部分使用环境条件，亚洲的日本、英国等国开始逐步使用6005A铝合金用来替代一些其他合金和型材。但其在焊接过程中由于大量热输出存在，会造成焊缝与基材间存在着巨大的温差以及由此带来组织转变的异步性，从而迫使材料焊接区域原有残余应力的“平衡状态”被打破，产生焊接区域整体的腐蚀疲劳现象。所以，进一步提高6005A铝合金焊接材料对于6005A铝合金组织性能以及疲劳腐蚀性能有十分显著的作用和意义。目前，由于6005A铝合金车体材料焊接过程中存在大量焊接热输出致使热影响区域存在着大量的残余应力，从而造成合金表面耐腐蚀性能明显下降。因此，通过极化曲线测试、交流阻抗测试明晰铝合金焊接区域耐蚀情况，对于高速列车车体材料性能整体提升以及相关技术工艺的优化具有重要的指导意义，为寻求适用于耐腐蚀地区使用的铝合金车体焊接结构材料提供理论依据与技术支持。金属型材的一般普遍采用铝合金金属材料，伴随着国家实力的发展和金属行业的日益进步，6005A合金在交通铁轨运输行业扮演者独特的角色。引领材料的应用和研究的新趋势，6005A铝合金肯定会在车体行业使用的越来越多。
对于车体材料，最常见的就是型材的腐蚀破坏，造成对车体的严重损伤。腐蚀疲劳是金属型材结构在交变载荷和腐蚀环境一起的相互影响和作用下形成的对金属的腐蚀破坏。当在环境极度差的工作条件下，周围极差的环境不仅会损耗金属型材，而且会影响材料的耐蚀洗性，最后会导致材料表面出现一系列的裂纹腐蚀，对材料造成很大的影响，一直到型材被腐蚀破坏为止。根据现在的资料拓展与总结，我们得知车体结构中有百分之五十的破坏形式都与腐蚀或腐蚀疲劳有关。故腐蚀疲劳有着巨大的普遍性和危险性。重量轻，强度好等性能这些性能高强度铝合金具都有，由于这些性能的优越性，已被高铁领域广泛使用。不过从高强度铝合金腐蚀断裂的分析原因来看，铝合金对环境引起的断裂是比较敏感的。因此铝合金腐蚀疲劳问题一会被世界各地相关的铁轨研究学者所器重，并成为车体结构耐久性与完整性设计的重要课题。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 6005A焊接接头铝合金耐蚀性的意义 1
1.2 铝合金耐蚀性代表性手段 2
1.2.1 铝合金极化曲线 2
1.2.2 铝合金耐蚀性国内外研究进展 3
1.2.3 交流阻抗 3
1.2.4 电化学噪声 4
1.3 6005A铝合金耐蚀性问题 5
1.3.1 应力腐蚀 6
1.3.2 晶间腐蚀 6
1.3.3 剥落腐蚀 7
1.4 本文研究工作 8
1.4.1 6005A铝合金的电化学行为 8
1.4.2 6005A铝合金的极化曲线分析 9
1.4.3 6005A铝合金电化学阻抗谱分析 9
第二章 实验材料及研究方法 11
2.1 试样制备 11
2.1.1 实验原料 11
2.1.2 实验药品 11
2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
.1.3实验设备 12
2.2 试样制备 12
2.2.1 金相试样制备 12
2.2.2 电化学测试试样制备 13
2.3 试样检测（金相、电化学工作站） 13
2.3.1 金相显微镜下检测金属材料金相组织 13
2.3.2 电化学工作站 14
2.3.3 电化学腐蚀试验 15
第三章 实验结果与讨论 16
3.1 搅拌摩擦焊下6005A铝合金耐蚀性能 16
3.1.1 搅拌摩擦焊基材区组织及耐蚀性分析 16
3.1.2 搅拌摩擦焊热影响区组织及耐蚀性分析 18
3.1.3 搅拌摩擦焊焊缝区组织及耐蚀性分析 21
3.2 熔弧焊下6005A铝合金耐蚀性能 23
3.2.1 熔弧焊基材区组织及耐蚀性分析 23
3.2.2 熔弧焊热影响区组织及耐蚀性分析 25
3.2.3 熔弧焊焊缝区组织及耐蚀性分析 28
结 论 31
致 谢 32
参考文献 33
第一章 绪论
1.1 6005A焊接接头铝合金耐蚀性的意义
车体高铁等以后的发展方向主要就是耐蚀性，经济可持续发展的要求就是要要求满足使用时间长，不污染环境。铝及其合金具有较密度小、较强的塑性，因而是汽车车身耐蚀性设计过程中采用的重要材料。世界其他地区有很多铁轨高铁车辆公司都花费大量的时间用于来研究车辆车身的开发设计，在车辆的研究开发中，取得了很大的突破。在当今世界中，美日德国三大汽车生产国走在汽车的表面耐蚀性研究前端，处在不可或缺的地位。如今的世界形势来看，车辆领域对于汽车耗材大多使用铝合金材料，车体中需要用到铝合金的比例越来越多。A1MgSi系铝合金是唯一没有发现存在应力腐蚀开裂现象(SCC，Stress Corrosion Cracking)可热处理强化的铝合金，铝合金密度小，轻度中等，满足车体使用的要求，所以该系铝合金在高铁车身发展方面有很广阔的应用前景[1]。
当代城市交通系统中，地铁由于噪音小、运输量大、速度快，而且由于地铁的主要使用能源为电源，不产生尾气的排放，不会造成环境的污染，符合可持续发展的要求，是城市交通的主要发展方向。铁轨交通等设施中，用到的金属型材基本上都是铝合金结构，型材铝合金占有的比例为百分之七十、铸锻件约为百分之三，板材约为百分之二十七。不少国家在地铁车辆上使用半铝或全铝合金车体。随着现代交通的高速发展，对交通工具中应用的材料性能要求越来越高。铝合金制品具有耐腐蚀性好、延展性能优。质量较为轻盈特点，可实现其型材的大型宽体化。为此，铝合金在轨道交通车体中的探究和使用是世界各国所感兴趣的话题和研究方向。6005A铝合金因其热挤压成型性、耐蚀性、焊接性能属于特别优异，而且6005A铝合金这些特性能够应付大部分使用环境条件，亚洲的日本、英国等国开始逐步使用6005A铝合金用来替代一些其他合金和型材。但其在焊接过程中由于大量热输出存在，会造成焊缝与基材间存在着巨大的温差以及由此带来组织转变的异步性，从而迫使材料焊接区域原有残余应力的“平衡状态”被打破，产生焊接区域整体的腐蚀疲劳现象。所以，进一步提高6005A铝合金焊接材料对于6005A铝合金组织性能以及疲劳腐蚀性能有十分显著的作用和意义。目前，由于6005A铝合金车体材料焊接过程中存在大量焊接热输出致使热影响区域存在着大量的残余应力，从而造成合金表面耐腐蚀性能明显下降。因此，通过极化曲线测试、交流阻抗测试明晰铝合金焊接区域耐蚀情况，对于高速列车车体材料性能整体提升以及相关技术工艺的优化具有重要的指导意义，为寻求适用于耐腐蚀地区使用的铝合金车体焊接结构材料提供理论依据与技术支持。金属型材的一般普遍采用铝合金金属材料，伴随着国家实力的发展和金属行业的日益进步，6005A合金在交通铁轨运输行业扮演者独特的角色。引领材料的应用和研究的新趋势，6005A铝合金肯定会在车体行业使用的越来越多。
对于车体材料，最常见的就是型材的腐蚀破坏，造成对车体的严重损伤。腐蚀疲劳是金属型材结构在交变载荷和腐蚀环境一起的相互影响和作用下形成的对金属的腐蚀破坏。当在环境极度差的工作条件下，周围极差的环境不仅会损耗金属型材，而且会影响材料的耐蚀洗性，最后会导致材料表面出现一系列的裂纹腐蚀，对材料造成很大的影响，一直到型材被腐蚀破坏为止。根据现在的资料拓展与总结，我们得知车体结构中有百分之五十的破坏形式都与腐蚀或腐蚀疲劳有关。故腐蚀疲劳有着巨大的普遍性和危险性。重量轻，强度好等性能这些性能高强度铝合金具都有，由于这些性能的优越性，已被高铁领域广泛使用。不过从高强度铝合金腐蚀断裂的分析原因来看，铝合金对环境引起的断裂是比较敏感的。因此铝合金腐蚀疲劳问题一会被世界各地相关的铁轨研究学者所器重，并成为车体结构耐久性与完整性设计的重要课题。
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