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鋁及鋁合金的腐蝕主要有點(diǎn)蝕、晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂、層狀腐蝕等。6000系合金在變形鋁合金中是產(chǎn)量最大的，它的抗腐蝕性能雖不如1000系、3000系、5000系鋁合金，但卻比2000系及7000系鋁合金要高得多。6000系合金的晶間傾向也比較大，對重要結(jié)構(gòu)用的6000系鋁合金材料應(yīng)進(jìn)行晶間腐蝕敏感性評估。
晶間腐蝕腐蝕是在晶?；蚓w本身未受到明顯侵蝕情況下，發(fā)生在金屬或合金晶界處的一種選擇性腐蝕，會使材料力學(xué)性能劇降，以致造成結(jié)構(gòu)損壞或事故。
6000系合金的晶間腐蝕
在當(dāng)今應(yīng)用的變形鋁合金中，應(yīng)用最廣的是熱處理可強(qiáng)化的6000系合金，它們是一類Al-Mg-Si系與Al-Mg-Si-Cu系合金。2018年在美國鋁業(yè)協(xié)會（The Aluminum Association，Inc.）公司注冊的常用及非常用合金共706個(gè)，其中6000系合金最多，有126個(gè)，占18%，在建筑工業(yè)、結(jié)構(gòu)領(lǐng)域與交通運(yùn)輸裝備方面獲得了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫募庸こ尚涡阅堋⑦m中的強(qiáng)度與優(yōu)秀的抗腐蝕性能。但如果合金成分配比不恰當(dāng)，或熱處理參數(shù)選擇不合適，或加工成形欠妥，那么在含氯的環(huán)境中就會出現(xiàn)晶間腐蝕。
在多數(shù)情況下，晶間腐蝕出現(xiàn)于含少量銅和Si/Mg高的合金中，通常大多數(shù)含銅合金的銅含量都不大于0.4%，只有6013、6113、6056、6156等4個(gè)合金的銅含量高達(dá)1.1%，向Al-Mg-Si合金加銅是為提高合金的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，凡是有晶間腐蝕敏感性的合金，用高分辨率掃描透射電鏡觀察時(shí)，往往發(fā)現(xiàn)有富銅的偏析層和陰極性Q相沉淀物。Q相是一種四元金屬間相，分子式為Cu2Mg8Si5Al4，沿著晶界析出，使鄰近的固溶體發(fā)生陽極溶解，形成無析出物帶（spancipitate free zone）。
晶間腐蝕敏感性檢驗(yàn)
確定鋁合金的晶間腐蝕敏感性常用的檢驗(yàn)方法有兩種：現(xiàn)場（野外）試驗(yàn)（fieldtest）與加速沉浸試驗(yàn)。在加速試驗(yàn)時(shí)，為了加快腐蝕進(jìn)行，往往采用含有鹽酸的氯化鉀溶液（ISO 11846 Method B）或加有過氧化氫的氯化鉀溶液（ASTM G110）。試驗(yàn)后對試樣橫截面進(jìn)行金相觀察或測定其力學(xué)性能損失。
ISO 11846加速試驗(yàn)結(jié)果與海洋氣氛現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果有著高度的一致性，但晶間腐蝕敏感性鋁材在加速試驗(yàn)時(shí)，在靠近試樣表面的幾乎所有晶界都發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕（均勻晶間腐蝕），而現(xiàn)場試驗(yàn)試樣表面僅在有限的地區(qū)發(fā)生腐蝕（局部腐蝕）。盡管如此，加速試驗(yàn)仍是能準(zhǔn)確地判斷材料是否有晶界腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)方法。
汽車工業(yè)常按ISO 11846 Method B標(biāo)準(zhǔn)判斷6000系鋁合金是否有晶間腐蝕。按此標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)時(shí)，首先將小試樣（表面積＜20cm2）全浸于室溫酸性氯化鈉溶液（pH＝1）中24小時(shí)，然后進(jìn)行金相檢驗(yàn)，以確定腐蝕類型（點(diǎn)蝕還是晶間腐蝕），另外還需確定腐蝕破壞表面百分?jǐn)?shù)和最大腐蝕深度。
最近的研究顯示，允許對試驗(yàn)條件做一些較大的變動，不會對試驗(yàn)結(jié)果再現(xiàn)性有大的影響。特別是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電解質(zhì)體積對試樣表面積之比不得小于5mL/cm 2，否則對晶間腐蝕速度的影響很大。
試樣表面發(fā)生腐蝕的條件是必須存在陰極反應(yīng)（析出氫，氧減少），試驗(yàn)溶液的pH值隨著時(shí)間延長而上升，使電解質(zhì)腐蝕下降。
在8系列變形鋁合金中，6000系合金是一類Al-Mg-Si（Cu，Zn）系合金，是最易發(fā)生晶間腐蝕的合金之一，也就是說該系合金有相當(dāng)強(qiáng)的晶間腐蝕敏感性。
為了檢驗(yàn)6000系合金晶間腐蝕傾向，一個(gè)最有效的方法是在ISO 11846標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)后進(jìn)行堿液浸蝕再進(jìn)行除污處理，除污處理用濃硝酸液。不過在溫度50~60℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%~10%的NaOH溶液中浸蝕2~5min，對試驗(yàn)結(jié)果會有所影響。
一種有效的替代堿浸蝕的工藝是用硝酸/氫氟酸溶液，能有效地清除表面上富鐵原生質(zhì)點(diǎn)上的鋁。大家知道，鋁質(zhì)點(diǎn)能加速鋁合金在氯化物溶液的腐蝕，因?yàn)樗鼈兪蔷植康娘@微陰極，同時(shí)這些質(zhì)點(diǎn)還是晶間腐蝕的發(fā)源地。與在堿液中的腐蝕相比，合金在硝酸/氟化物液中的腐蝕要緩慢一些。
在當(dāng)今應(yīng)用的變形鋁合金中，應(yīng)用最廣的是熱處理可強(qiáng)化的6000系合金，它們是一類Al-Mg-Si系與Al-Mg-Si-Cu系合金。2018年在美國鋁業(yè)協(xié)會（The Aluminum Association，Inc.）公司注冊的常用及非常用合金共706個(gè)，其中6000系合金最多，有126個(gè)，占18%，在建筑工業(yè)、結(jié)構(gòu)領(lǐng)域與交通運(yùn)輸裝備方面獲得了廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兙哂辛己玫募庸こ尚涡阅?、適中的強(qiáng)度與優(yōu)秀的抗腐蝕性能。但如果合金成分配比不恰當(dāng)，或熱處理參數(shù)選擇不合適，或加工成形欠妥，那么在含氯的環(huán)境中就會出現(xiàn)晶間腐蝕。
在多數(shù)情況下，晶間腐蝕出現(xiàn)于含少量銅和Si/Mg高的合金中，通常大多數(shù)含銅合金的銅含量都不大于0.4%，只有6013、6113、6056、6156等4個(gè)合金的銅含量高達(dá)1.1%，向Al-Mg-Si合金加銅是為提高合金的力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，凡是有晶間腐蝕敏感性的合金，用高分辨率掃描透射電鏡觀察時(shí)，往往發(fā)現(xiàn)有富銅的偏析層和陰極性Q相沉淀物。Q相是一種四元金屬間相，分子式為Cu2Mg8Si5Al4，沿著晶界析出，使鄰近的固溶體發(fā)生陽極溶解，形成無析出物帶（spancipitate free zone）。
6000系合金既是一類應(yīng)用廣、產(chǎn)量大、品種（牌號）多的變形鋁合金，也是晶間腐蝕敏感性大的變形合金之一，但是只要生產(chǎn)中嚴(yán)格遵守工藝規(guī)范，特別是熱處理工藝，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造精良，這種腐蝕完全可以避免。6000系鋁合金結(jié)構(gòu)、零部件的晶間腐蝕敏感性還與其工作環(huán)境密切相關(guān)，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，宜給予充分注意。
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涉及測試：晶間腐蝕