
-
生物通官微
陪你抓住生命科技
跳动的脉搏
综述:铝合金加工过程及后处理腐蚀的机制、根源与抑制方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月21日 来源:Materials Today Chemistry 6.7
编辑推荐:
本综述系统探讨了铝合金在机械加工(AM)及后处理中的腐蚀现象,从宏观观测到微观电化学分析(如EIS),揭示了pH值、温度、切削液等环境因素与合金本征特性(如纳米金属间化合物析出)的协同作用机制,提出通过优化加工参数(如高速切削的vf=0.1 mm/r)和热处理(470°C固溶)提升钝化膜稳定性,为航空航天轻量化材料(占飞机重量60-80%)的腐蚀控制提供理论支撑。
铝作为轻量化王者(密度2.7 g/cm3),在航空(占机体重量60-80%)和汽车领域举足轻重。但其加工过程中的腐蚀却像暗夜幽灵——在纳米尺度,金属间化合物(IMPs)的析出会引发连锁电化学反应:pH<6时,氯离子(Cl-)穿透钝化膜形成点蚀;温度每升高10°C,腐蚀速率翻倍。更棘手的是,传统切削产生的残余应力(>200 MPa)会与IMPs形成微电池,加速晶界腐蚀。
高速切削(v=1200 m/min)能减少切削热,使7A04铝合金的腐蚀电流密度降低3个数量级;但不当的进给量(f>0.2 mm/r)会导致表面微裂纹,成为腐蚀高速公路。增材制造(AM)虽能减少零件数量,但层间未熔合缺陷会使耐蚀性下降40%。有趣的是,激光功率(P=300W)与扫描速度(v=1.2 m/s)的黄金组合,能获得α-Al2O3含量达80%的致密氧化层。
470°C固溶处理1小时,能让2024铝合金的IMPs回溶,使晶间腐蚀敏感性降低65%。但时效(T6)过度会引发β-Mg2Si相偏聚,反而促进点蚀。冷轧变形量控制在15%时,位错密度与再结晶程度达到完美平衡,腐蚀电位正向移动0.3V。
智能切削系统(IoT实时监测pH/温度)、纳米复合涂层(Al2O3/SiC)、激光冲击强化(LSP能量密度5J/cm2)构成三位一体解决方案。特别值得注意的是,机器学习算法能预测IMPs分布与腐蚀速率的非线性关系(R2>0.95),为“腐蚀免疫”铝合金设计开辟新纪元。
生物通微信公众号
知名企业招聘