《表5 S3、S6、S11、S14号合金第二相EDS分析结果》

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《5083铝合金成分优化及耐腐蚀性能研究》

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对S3、S6、S11、S14号合金试样进行显微观察分析，其实测成分、SEM照片及EDS分析如图3及表5所示，从图3（a）中观察到腐蚀通道不仅在合金表面扩展和延伸，还进一步深入合金内部，造成部分合金表面呈块状脱落，腐蚀通道中有白色颗粒状及块状第二相存在。点A为含Mg的白色块状相。Mg在5083合金中的存在形式一般以固溶状态或形成β（Mg5Al8或Mg2Al3）相，β相电位（-1.24V）低于固溶体电位（-0.89～-0.84V），在电解质溶液中，β相作为阳极先于α（Al）固溶体溶解，形成微电池效应从而造成点蚀，并且阳极溶解比基体形成氧化膜更快，因此合金含β相越多氧化膜层越薄，更易产生点蚀。低Mg合金的β相较少，氧化膜相对更厚，因而耐蚀性更高，有研究表明，当Mg含量在4%～4.5%，电化学腐蚀速率下降，稳定的β（Mg5Al8）相沉淀于空位贫乏区，降低了铝合金的晶间腐蚀或应力腐蚀的敏感性[18-20]。在S3号试样点B处（如图3(a）所示）发现了颗粒状Al-Fe二元相，Fe作为一种杂质元素，能与Al形成Al3Fe相，在Al基体中弥散分布，与Al基体存在0.4V的电势差，因而容易产生点蚀，若点蚀沿着晶界发展将变成剥落腐蚀，这对合金耐腐蚀性能有不利影响[20]。S6号合金中观察到合金表面的网状腐蚀通道消失，出现深浅不一的独立腐蚀坑，颗粒状Al-Fe二元相的数量有所减少（图3(b）C点），并出现长条状相（图3（b）D点），经能谱分析，判断该相为Al-Mn-Fe-Si四元相。S11号合金中，腐蚀坑呈阶梯状深入合金内部，合金中未发现Al-Fe二元相，但出现了不规则块状且粗大的Al-Mn-Fe-Si四元相，如图3(c）所示。S14号合金表面较为平滑，只出现细小孔洞，大量Al-Mn-Fe-Si四元相呈块状或不规则条状分布，且尺寸较小，如图3(d）所示。试验发现，当Mn含量在0.5%左右时，能够减少Al-Fe二元相的产生，并生成Al-Mn-Fe-Si四元相，但继续提高Mn的含量，合金中Al-Mn-Fe-Si相会变得粗大，当Mn含量提升至0.85%左右，此时合金中未发现Al-Fe相，Al-Mn-Fe-Si相也变得细小。Mn的加入，一方面减少了因杂质Fe元素生成的Al3Fe对合金耐腐蚀性造成的不利影响，另一方面减少了Mg2Si的生成。有研究认为，在合金凝固结晶过程中，Mn与Fe有相互替代的作用，随着Mn含量增多，合金的AlMnFeSi结晶相增多，但Mn的质量分数增加至0.7%，会导致粗大的夹杂相Al-Mn-Fe-Si数量急剧增加[21-22]，这与本实验观察到的结果类似。