曼徹斯特大學Corros. Sci.：Al-Cu-Li合金腐蝕行為的研究

【引言】

近年來,隨著航空航天工業的飛速發展,鋁銅鋰合金作為高性能結構材料正逐步取代傳統的高強鋁合金，實現航空零部件的輕量化。然而，由于鋰元素的存在，合金在使用條件下極易腐蝕。其中，Ti(Al₂CuLi），T₂(Al₅CuLi₃）和T_B(Al₇Cu₄Li）等強化析出相的分布對合金的腐蝕行為有著顯著的影響。近日，有學者對2A97-T6 Al-Cu-Li合金在NaCl溶液中的腐蝕行為進行了深入的研究。

【成果簡介】

近期，來自英國曼徹斯特大學的Xiaorong Zhou (通訊作者)等人在Corros. Sci.上發布了一篇關于Al-Cu-Li合金腐蝕行為的文章，題為“Corrosion behaviour of 2A97-T6 Al-Cu-Li alloy: The influence of non-uniform precipitation”。作者研究了T₃狀態下2A97Al-Cu-Li合金在質量分數為3.5％的NaCl溶液中的腐蝕行為。研究結果表明，當在晶界處僅存在低密度的離散T₁相沉淀物時，高密度的位錯墻與亞晶界對沿晶腐蝕有著顯著的影響。在片材制造期間引入合金的局部塑性應變導致合金在老化期間晶粒內部形成致密的T₁(Al₂CuLi)相沉淀帶和無沉淀帶，致密沉淀帶中的T1相優先溶解從而導致合金發生晶內腐蝕。

?[致歉：很抱歉，未能找到通訊作者Xiaorong Zhou的確切中文名字，小編表示誠摯的歉意！]

【圖片導讀】

圖1 2A97-T6合金的微觀結構

(a) 電解拋光后樣品的背散射電子顯微照片；

(b) 高分辨率SEM顯微照片;

(c) 合金基體的明場TEM顯微照片；

(d) (c)中所示區域獲得的沿[011] Al帶軸的衍射圖案。

圖2 2A97-T6合金SEM圖像

(a) 2A97-T6合金表面的高分辨率掃描電子顯微照片；

(b) (a)中的方框區域放大倍數增加，在晶粒內部存在致密的沉淀帶。

圖3 樣品NaCl溶液中浸泡5h后的顯微照片

(a-b) 樣品表面SEM圖；

(c-d) 樣品橫截面SEM圖。

圖4 腐蝕帶區域的EBSD分析

(a) 2A97-T6合金局部腐蝕部位的SEM圖；

(b) 晶粒取向圖。

圖5 樣品腐蝕部位的STEM圖像

(a) 2A97-T6合金腐蝕帶的高角環形暗場像-掃描透射電子顯微鏡（HAADF-STEM）照片；

(b) (a)中方框區域放大后的HAADF照片；

(c) (b)中框架區域的電子能量損失譜。

【小結】

1、2A97-T6 Al-Cu-Li合金中T₁相析出物分布不均勻。在選定的晶粒中存在致密的沉淀帶和無沉淀條帶。由于在軋制方向上不同取向的晶粒具有不同數量的滑移系統，因而T₁相析出物的非均勻分布和在軋制過程中引入到選定晶粒中的局部塑性應變有關。

2、合金在NaCl溶液中浸泡時，T₁相在致密沉淀帶中優先溶解從而導致合金的晶內腐蝕。晶內腐蝕以腐蝕帶的形式傳播，其寬度與致密沉淀帶的寬度相似。

3、合金基體在致密沉淀帶內發生溶解，使得腐蝕坑被臺階狀壁限制。2A97-T6合金中凹坑的形狀與純鋁中的半立方形晶體凹坑相比較為不規則。

文獻鏈接：Corrosion behaviour of 2A97-T6 Al-Cu-Li alloy: The influence of non-uniform precipitation (Corros. Sci., 11 December, 2017 , DOI: 10.1016/j.corsci.2017.12.010）

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