7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕行為的多維度探究一、緒論1.1研究背景與意義在現(xiàn)代工業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)程中，鋁合金憑借其密度小、比強(qiáng)度高、耐腐蝕性良好以及加工性能優(yōu)異等一系列突出優(yōu)勢，在航空航天、汽車制造、軌道交通等眾多關(guān)鍵領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。7050鋁合金作為鋁合金材料中的杰出代表，屬于Al-Zn-Mg-Cu系超高強(qiáng)度鋁合金，通過添加鋅、鎂、銅等合金元素，經(jīng)過固溶處理和時效處理后，能夠展現(xiàn)出卓越的綜合性能，其強(qiáng)度、硬度、韌性以及抗疲勞性能等均達(dá)到了較高水平，在航空航天領(lǐng)域中常用于制造飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身、起落架等關(guān)鍵承力部件，對于減輕飛機(jī)重量、提升飛行性能以及保障飛行安全發(fā)揮著不可或缺的作用。隨著工業(yè)制造技術(shù)朝著大型化、整體化以及輕量化的方向持續(xù)邁進(jìn)，對鋁合金結(jié)構(gòu)件的尺寸和性能提出了更為嚴(yán)苛的要求。攪拌摩擦焊（FrictionStirWelding，F(xiàn)SW）技術(shù)作為一種極具創(chuàng)新性的固相連接技術(shù)，自1991年由英國焊接研究所（TWI）發(fā)明以來，在全球范圍內(nèi)引發(fā)了廣泛關(guān)注并得到了迅速發(fā)展。與傳統(tǒng)的熔化焊技術(shù)相比，攪拌摩擦焊技術(shù)具有諸多顯著優(yōu)勢。在焊接過程中，金屬不發(fā)生熔化，始終處于固相狀態(tài)，從而能夠有效避免傳統(tǒng)熔化焊中常見的氣孔、裂紋、夾雜等缺陷，大幅提升了焊接接頭的質(zhì)量和可靠性；該技術(shù)的熱輸入量較低，使得焊接熱影響區(qū)顯著減小，進(jìn)而降低了焊接變形，能夠很好地滿足對尺寸精度要求較高的結(jié)構(gòu)件的焊接需求；攪拌摩擦焊還具備焊接過程穩(wěn)定、易于實現(xiàn)自動化、生產(chǎn)效率高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，能夠在降低生產(chǎn)成本的同時，減少對環(huán)境的污染。鑒于這些突出優(yōu)勢，攪拌摩擦焊技術(shù)在鋁合金結(jié)構(gòu)件的連接中得到了日益廣泛的應(yīng)用，成為推動現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，在實際應(yīng)用過程中，人們逐漸發(fā)現(xiàn)，經(jīng)攪拌摩擦焊焊接后的7050鋁合金焊縫，其腐蝕行為與母材相比存在明顯差異，且在某些特定環(huán)境下，焊縫的耐腐蝕性甚至成為限制結(jié)構(gòu)件使用壽命和可靠性的關(guān)鍵因素。鋁合金的腐蝕形式豐富多樣，包括點蝕、晶間腐蝕、剝落腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂等。對于攪拌摩擦焊焊縫而言，由于焊接過程中熱-力循環(huán)的作用，使得焊縫區(qū)域的微觀組織結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分分布以及殘余應(yīng)力狀態(tài)等與母材存在顯著不同，這些差異直接導(dǎo)致了焊縫腐蝕行為的復(fù)雜性和特殊性。在海洋環(huán)境中，富含大量的氯離子，7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫容易發(fā)生點蝕，點蝕的產(chǎn)生會逐漸破壞焊縫的表面完整性，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的腐蝕；在含應(yīng)力的環(huán)境下，焊縫還可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，這是一種極具危害性的腐蝕形式，可能在無明顯預(yù)兆的情況下導(dǎo)致結(jié)構(gòu)件的突然失效，嚴(yán)重威脅到設(shè)備的安全運行。深入研究7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕行為，具有至關(guān)重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。從理論層面來看，有助于深入揭示攪拌摩擦焊焊縫在不同腐蝕環(huán)境下的腐蝕機(jī)制，豐富和完善鋁合金腐蝕理論體系，為后續(xù)的研究提供堅實的理論基礎(chǔ)；從實際應(yīng)用角度出發(fā)，能夠為7050鋁合金攪拌摩擦焊在航空航天、汽車制造、海洋工程等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供科學(xué)合理的腐蝕防護(hù)策略和質(zhì)量控制方法，有效提高結(jié)構(gòu)件的耐腐蝕性和使用壽命，降低維護(hù)成本，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，從而推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。1.2攪拌摩擦焊技術(shù)概述1.2.1攪拌摩擦焊原理攪拌摩擦焊是一種創(chuàng)新的固相連接技術(shù)，其原理基于摩擦生熱和塑性變形。在焊接過程中，一個特制的攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)并逐漸插入待焊工件的接縫處。攪拌頭通常由軸肩和攪拌針兩部分組成，軸肩與工件表面緊密接觸，在高速旋轉(zhuǎn)時，軸肩與工件表面之間產(chǎn)生劇烈的摩擦，摩擦產(chǎn)生的熱量迅速使接觸區(qū)域的金屬溫度升高，達(dá)到甚至超過金屬的熱塑性溫度范圍，使金屬材料軟化；攪拌針則深入到工件內(nèi)部，對軟化的金屬進(jìn)行攪拌和混合。隨著攪拌頭沿著接縫方向移動，前方被軟化和攪拌的金屬在攪拌針的推動下，不斷地向后方流動，填充攪拌頭移動后留下的空腔。在這個過程中，金屬經(jīng)歷了強(qiáng)烈的塑性變形，原子之間通過擴(kuò)散和再結(jié)晶等機(jī)制，實現(xiàn)了緊密的結(jié)合，最終在攪拌頭移動過后，形成一條連續(xù)、致密的固相焊縫。整個焊接過程中，金屬始終處于固相狀態(tài)，沒有經(jīng)歷熔化和凝固的過程，這是攪拌摩擦焊與傳統(tǒng)熔化焊的本質(zhì)區(qū)別。這種獨特的焊接原理使得攪拌摩擦焊能夠有效避免傳統(tǒng)熔化焊中常見的氣孔、裂紋、夾雜等缺陷，為高質(zhì)量的焊接提供了有力保障。1.2.2主要工藝參數(shù)攪拌摩擦焊的焊接質(zhì)量受到多種工藝參數(shù)的綜合影響，其中焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度以及攪拌頭形狀是最為關(guān)鍵的參數(shù)。焊接速度是指攪拌頭沿著焊縫方向移動的速度。當(dāng)焊接速度過慢時，焊接過程中的熱輸入量過大，焊縫及熱影響區(qū)的金屬長時間處于高溫狀態(tài)，這會導(dǎo)致晶粒過度長大，從而降低焊接接頭的強(qiáng)度和韌性；還可能引發(fā)金屬的過燒現(xiàn)象，使接頭性能嚴(yán)重惡化。相反，若焊接速度過快，焊縫處的金屬無法獲得足夠的熱量，不能充分軟化和塑性變形，容易出現(xiàn)未焊透、未熔合等缺陷，同樣會嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。研究表明，在焊接7050鋁合金時，當(dāng)焊接速度從100mm/min提高到200mm/min時，接頭的抗拉強(qiáng)度先升高后降低，在150mm/min左右達(dá)到最大值，這是因為在合適的焊接速度下，熱輸入與金屬的塑性變形能夠達(dá)到較好的匹配，使得焊縫組織均勻，性能優(yōu)良。旋轉(zhuǎn)速度是攪拌頭的旋轉(zhuǎn)快慢程度，它直接影響著摩擦生熱的多少和金屬的塑性變形程度。旋轉(zhuǎn)速度過低，產(chǎn)生的摩擦熱不足，金屬難以達(dá)到良好的塑性狀態(tài)，導(dǎo)致焊接過程不穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量難以保證；而旋轉(zhuǎn)速度過高，會使焊縫處的溫度過高，不僅可能造成金屬的軟化過度，導(dǎo)致焊縫塌陷等問題，還會加劇攪拌頭的磨損。有學(xué)者通過實驗發(fā)現(xiàn)，對于7050鋁合金的攪拌摩擦焊，當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度從800r/min增加到1200r/min時，接頭的硬度先增大后減小，在1000r/min時達(dá)到峰值，這是由于適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度能夠使金屬充分?jǐn)嚢韬突旌?，形成均勻?xì)小的晶粒組織，提高接頭的硬度和強(qiáng)度。攪拌頭形狀對焊接質(zhì)量也有著至關(guān)重要的影響。攪拌頭的軸肩和攪拌針的形狀、尺寸以及它們之間的配合關(guān)系，都會改變焊接過程中的熱傳遞、金屬流動和塑性變形情況。常見的軸肩形狀有平面型、凹面型和錐面型等，平面型軸肩能夠提供較為均勻的壓力和摩擦熱，但在焊接過程中容易使塑性金屬溢出；凹面型軸肩則可以更好地約束塑性金屬，減少飛邊的產(chǎn)生，提高焊縫的成型質(zhì)量；錐面型軸肩在焊接厚板時具有更好的適應(yīng)性，能夠使焊縫上下的金屬得到更均勻的攪拌。攪拌針的形狀同樣多樣，如圓柱型、螺紋型、三棱柱型等，不同形狀的攪拌針在攪拌金屬時的效果各異，螺紋型攪拌針能夠更有效地促進(jìn)金屬的軸向流動，增強(qiáng)焊縫的致密性；三棱柱型攪拌針則可以在攪拌過程中產(chǎn)生更多的剪切應(yīng)力，細(xì)化晶粒組織。合理設(shè)計攪拌頭形狀，能夠顯著改善焊縫的微觀組織和性能。焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度和攪拌頭形狀等工藝參數(shù)相互關(guān)聯(lián)、相互影響，在實際焊接過程中，需要通過大量的實驗和研究，綜合考慮各種因素，優(yōu)化工藝參數(shù)，以獲得高質(zhì)量的焊接接頭。1.2.3優(yōu)缺點及應(yīng)用領(lǐng)域攪拌摩擦焊作為一種先進(jìn)的焊接技術(shù)，與傳統(tǒng)焊接方法相比，具有眾多顯著的優(yōu)勢，同時也存在一些局限性，其在多個領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。攪拌摩擦焊的優(yōu)點十分突出。焊接變形小是其重要優(yōu)勢之一，由于焊接過程中金屬不熔化，熱輸入量低，使得焊接熱影響區(qū)顯著減小，從而極大地降低了焊接變形，這對于對尺寸精度要求極高的結(jié)構(gòu)件焊接來說至關(guān)重要，在航空航天領(lǐng)域中，飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等大型結(jié)構(gòu)件的焊接，采用攪拌摩擦焊能夠有效保證其尺寸精度，減少后續(xù)的加工和校正工序。殘余應(yīng)力低也是攪拌摩擦焊的一大特點，低殘余應(yīng)力有助于提高焊接接頭的疲勞性能和耐腐蝕性，延長結(jié)構(gòu)件的使用壽命。焊接接頭質(zhì)量高，該技術(shù)能夠有效避免傳統(tǒng)熔化焊中常見的氣孔、裂紋、夾雜等缺陷，焊縫組織均勻，晶粒細(xì)小，接頭強(qiáng)度通?？蛇_(dá)母材的80%-90%，能滿足大多數(shù)工程結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求。攪拌摩擦焊的材料適用性廣，尤其適用于鋁合金、鎂合金、銅合金等輕質(zhì)高強(qiáng)材料的焊接，對于一些熱處理敏感或易氧化的材料，也能實現(xiàn)良好的焊接效果，目前已能夠焊接所有牌號的鋁合金，包括熔焊難以焊接的2xxx系列和7xxx系列鋁合金。攪拌摩擦焊還具有節(jié)能環(huán)保的特點，焊接過程中不需要填充焊絲、焊劑或保護(hù)氣體，降低了材料成本；焊接溫度低，能耗比傳統(tǒng)熔化焊低30%-50%，且焊接過程無弧光、煙塵、飛濺及電磁輻射，操作環(huán)境清潔，符合綠色制造的發(fā)展理念。此外，攪拌摩擦焊操作過程易于實現(xiàn)機(jī)械化、自動化，設(shè)備相對簡單，生產(chǎn)效率高，可進(jìn)行長焊縫、大截面、不同位置的焊接，能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。然而，攪拌摩擦焊也存在一些缺點。設(shè)備成本較高，需要高精度機(jī)床和剛性設(shè)備，初期投資較大，這在一定程度上限制了其在一些小規(guī)模生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用；攪拌頭在焊接過程中因受到高溫和機(jī)械摩擦，磨損較快，尤其是在焊接高熔點材料時損耗更為顯著，導(dǎo)致攪拌頭需要頻繁更換，增加了生產(chǎn)成本，且不同厚度板材通常需要專用攪拌頭，設(shè)備的適應(yīng)性較差。焊接時工件必須剛性固定，反面需要有底板支撐，這增加了焊接工裝的復(fù)雜性和成本；焊接結(jié)束后，攪拌探頭提出工件時會在焊縫端頭形成一個鍵孔，這不僅影響焊縫的外觀，還可能成為結(jié)構(gòu)件的薄弱點，雖然目前已有一些方法可以對鍵孔進(jìn)行處理，如采用可伸縮式攪拌頭或后續(xù)補焊等，但仍增加了工藝的復(fù)雜性和成本。工具設(shè)計、過程參數(shù)和機(jī)械性能數(shù)據(jù)目前只在有限的合金范圍內(nèi)可得，對于一些新型合金或特殊材料的焊接，還需要進(jìn)行大量的研究和試驗來確定合適的工藝參數(shù)；在某些特殊領(lǐng)域，如對腐蝕性能、殘余應(yīng)力和變形要求極高的場合，攪拌摩擦焊的性能還需進(jìn)一步提高才能完全滿足實際應(yīng)用需求；另外，目前對板材進(jìn)行單道連接時，焊接速度相對不是很高，限制了其在一些對焊接效率要求極高的場合的應(yīng)用。憑借其獨特的優(yōu)勢，攪拌摩擦焊在眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域，攪拌摩擦焊被大量應(yīng)用于制造飛機(jī)的機(jī)身、機(jī)翼、發(fā)動機(jī)部件、火箭的貯箱等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，如美國的F-22戰(zhàn)斗機(jī)、F-35戰(zhàn)斗機(jī)以及歐洲的A380客機(jī)等都采用了攪拌摩擦焊技術(shù)，有效減輕了結(jié)構(gòu)重量，提高了飛機(jī)的性能和可靠性；在汽車制造領(lǐng)域，攪拌摩擦焊用于焊接汽車的車身框架、底盤、發(fā)動機(jī)部件、電池托盤等，有助于實現(xiàn)汽車的輕量化，提高燃油效率和行駛性能，隨著新能源汽車的發(fā)展，攪拌摩擦焊在電池托盤的焊接中得到了廣泛應(yīng)用，能夠保證電池托盤的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性。在船舶制造領(lǐng)域，攪拌摩擦焊可用于焊接船舶的船體結(jié)構(gòu)、甲板、艙壁等，提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低船舶的重量和建造成本；在軌道交通領(lǐng)域，攪拌摩擦焊用于焊接高速列車的車體、轉(zhuǎn)向架等部件，保障了列車的運行安全和舒適性；在電子設(shè)備制造領(lǐng)域，攪拌摩擦焊可用于焊接電子設(shè)備的外殼、散熱器等部件，滿足了電子設(shè)備對輕量化、高性能和小型化的要求。攪拌摩擦焊技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其應(yīng)用領(lǐng)域還將不斷拓展。1.37050鋁合金概述1.3.1合金成分與特性7050鋁合金作為Al-Zn-Mg-Cu系超高強(qiáng)度鋁合金的典型代表，其合金成分的精心設(shè)計賦予了它卓越的性能。在合金成分中，鋁（Al）作為基體，占據(jù)了約88%-90%的比例，為合金提供了輕質(zhì)、良好的加工性能和導(dǎo)熱性能等基礎(chǔ)特性。鋅（Zn）是合金中的關(guān)鍵強(qiáng)化元素，含量通常在5.7%-6.7%之間，它的加入能夠顯著提高合金的強(qiáng)度和硬度，通過形成強(qiáng)化相，如MgZn?等，在時效處理過程中，這些強(qiáng)化相從過飽和固溶體中析出，彌散分布在基體中，阻礙位錯運動，從而實現(xiàn)沉淀強(qiáng)化，有效提升合金的力學(xué)性能。銅（Cu）也是重要的合金元素，含量一般在2.0%-2.6%左右，它不僅能提高合金的強(qiáng)度和硬度，還對合金的抗拉強(qiáng)度和抗疲勞性能有顯著的增強(qiáng)作用，通過固溶強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化機(jī)制，與鋅、鎂等元素協(xié)同作用，進(jìn)一步優(yōu)化合金的性能。鎂（Mg）的含量約為1.9%-2.6%，它通過固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化來提高合金的強(qiáng)度和硬度，同時有助于提高合金的耐熱性能，在合金中形成的MgZn?等強(qiáng)化相，對合金的強(qiáng)化效果起著重要作用。7050鋁合金中還含有少量的其他元素，如鋯（Zr），含量在0.08%-0.15%之間，鋯能夠細(xì)化晶粒，提高合金的再結(jié)晶溫度，改善合金的熱穩(wěn)定性和抗疲勞性能；鉻（Cr）含量通常小于0.04%，它可以抑制合金在熱處理過程中的晶粒長大，提高合金的強(qiáng)度和韌性。7050鋁合金經(jīng)過固溶處理和時效處理后，展現(xiàn)出一系列優(yōu)異的特性。高強(qiáng)度是其最為突出的特性之一，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)500MPa以上，屈服強(qiáng)度也能達(dá)到400MPa左右，這種高強(qiáng)度使其能夠滿足航空航天、軍事裝備等領(lǐng)域?qū)Σ牧狭W(xué)性能的嚴(yán)苛要求，在飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)身等關(guān)鍵承力部件中，7050鋁合金能夠承受巨大的載荷，保障飛機(jī)的安全飛行。7050鋁合金具有良好的韌性，能夠在承受沖擊載荷時，有效吸收能量，避免材料的脆性斷裂，這對于在復(fù)雜工況下使用的結(jié)構(gòu)件至關(guān)重要，在航空航天領(lǐng)域，飛機(jī)在飛行過程中可能會遭遇各種突發(fā)情況，良好的韌性能夠確保7050鋁合金制造的結(jié)構(gòu)件在受到?jīng)_擊時仍能保持結(jié)構(gòu)的完整性。耐腐蝕性也是7050鋁合金的重要特性之一，在一般的大氣環(huán)境和部分工業(yè)環(huán)境中，它能夠抵抗腐蝕介質(zhì)的侵蝕，保持材料的性能穩(wěn)定。通過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，如陽極氧化、涂漆等，其耐腐蝕性還能進(jìn)一步提高，使其能夠在更惡劣的環(huán)境中使用，在海洋環(huán)境中，經(jīng)過表面處理的7050鋁合金可以用于制造船舶的結(jié)構(gòu)件，有效抵抗海水的腐蝕。7050鋁合金還具有良好的加工性能，易于進(jìn)行鍛造、軋制、擠壓等熱加工和切削、鉆孔等冷加工，能夠滿足不同形狀和尺寸的零件制造需求，這使得它在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前景。1.3.2在工業(yè)中的應(yīng)用場景由于7050鋁合金具備出色的綜合性能，在眾多工業(yè)領(lǐng)域中都有著廣泛且關(guān)鍵的應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域，7050鋁合金是制造飛機(jī)和航天器結(jié)構(gòu)件的理想材料。飛機(jī)的機(jī)翼作為產(chǎn)生升力的關(guān)鍵部件，承受著巨大的氣動力和彎矩，7050鋁合金的高強(qiáng)度和良好韌性使其能夠滿足機(jī)翼對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗疲勞性能的嚴(yán)格要求，采用7050鋁合金制造機(jī)翼，可以在減輕重量的同時，提高機(jī)翼的承載能力和可靠性，增強(qiáng)飛機(jī)的飛行性能。機(jī)身是飛機(jī)的主體結(jié)構(gòu)，需要承受各種復(fù)雜的載荷，7050鋁合金的高強(qiáng)度和耐腐蝕性使其成為機(jī)身制造的重要材料，能夠保障機(jī)身在長期的飛行過程中，抵御各種環(huán)境因素的侵蝕，維持結(jié)構(gòu)的完整性。起落架在飛機(jī)起飛和降落過程中，需要承受巨大的沖擊力和摩擦力，7050鋁合金的高強(qiáng)度和良好的耐磨性，使其能夠勝任起落架的制造，確保起落架在惡劣的工作條件下，依然能夠可靠地工作。在航天器中，7050鋁合金也用于制造各種結(jié)構(gòu)部件，如衛(wèi)星的框架、太陽能電池板支架等，滿足航天器在太空環(huán)境中的特殊要求。汽車制造領(lǐng)域也廣泛應(yīng)用7050鋁合金。隨著汽車行業(yè)對輕量化和高性能的追求，7050鋁合金在汽車零部件制造中的應(yīng)用越來越多。發(fā)動機(jī)部件，如缸體、缸蓋等，在工作過程中需要承受高溫、高壓和高負(fù)荷，7050鋁合金的高強(qiáng)度和良好的耐熱性能，使其能夠滿足發(fā)動機(jī)部件的工作要求，采用7050鋁合金制造發(fā)動機(jī)部件，可以減輕發(fā)動機(jī)的重量，提高發(fā)動機(jī)的效率和性能。底盤部件，如懸掛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向節(jié)等，對材料的強(qiáng)度和韌性要求較高，7050鋁合金能夠為底盤部件提供良好的力學(xué)性能，提高汽車的操控穩(wěn)定性和行駛安全性。在新能源汽車中，7050鋁合金還用于制造電池托盤等部件，保障電池系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。在軍事裝備領(lǐng)域，7050鋁合金同樣發(fā)揮著重要作用。裝甲車的車體需要具備高強(qiáng)度和良好的防護(hù)性能，7050鋁合金的高強(qiáng)度和輕量化特性，使其能夠在減輕裝甲車重量的同時，提高車體的防護(hù)能力，增強(qiáng)裝甲車的機(jī)動性和作戰(zhàn)效能。導(dǎo)彈的彈體對材料的強(qiáng)度和輕量化要求極高，7050鋁合金能夠滿足導(dǎo)彈彈體的設(shè)計要求，有助于提高導(dǎo)彈的射程和精度。在武器系統(tǒng)中，7050鋁合金還用于制造各種零部件，提高武器系統(tǒng)的性能和可靠性。7050鋁合金憑借其卓越的性能，在航空航天、汽車制造、軍事裝備等多個工業(yè)領(lǐng)域中都占據(jù)著不可或缺的地位，隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用前景將更加廣闊。1.4鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕研究現(xiàn)狀1.4.1常見腐蝕類型鋁合金攪拌摩擦焊焊縫在實際服役環(huán)境中，面臨著多種腐蝕類型的威脅，這些腐蝕類型各具特點，對焊縫的性能和使用壽命產(chǎn)生著不同程度的影響。點蝕，又稱小孔腐蝕，是鋁合金攪拌摩擦焊焊縫常見的腐蝕形式之一。點蝕通常起源于焊縫表面的局部區(qū)域，如晶界、第二相粒子與基體的界面、位錯露頭處或表面缺陷處等。在含氯離子等侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，點蝕的發(fā)生概率顯著增加。氯離子具有很強(qiáng)的穿透性，能夠破壞鋁合金表面的氧化膜，使鋁合金暴露在腐蝕介質(zhì)中。當(dāng)氧化膜局部被破壞后，裸露的金屬表面與周圍未被破壞的氧化膜區(qū)域形成微小的腐蝕電池，裸露金屬作為陽極，發(fā)生溶解，而氧化膜區(qū)域作為陰極，促進(jìn)了陽極的溶解過程。隨著時間的推移，陽極溶解不斷進(jìn)行，蝕孔逐漸加深、擴(kuò)大，形成點蝕坑。點蝕的發(fā)展具有隨機(jī)性和局部性，初期可能不易被察覺，但一旦發(fā)展到一定程度，點蝕坑會成為應(yīng)力集中源，降低焊縫的承載能力，甚至可能引發(fā)其他更嚴(yán)重的腐蝕形式，如應(yīng)力腐蝕開裂。研究表明，在3.5%NaCl溶液中，7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的焊核區(qū)由于微觀組織和化學(xué)成分的不均勻性，更容易發(fā)生點蝕，點蝕坑的深度和數(shù)量會隨著腐蝕時間的延長而增加。晶間腐蝕是沿著金屬晶粒邊界或晶界附近區(qū)域發(fā)生的一種局部腐蝕現(xiàn)象。對于鋁合金攪拌摩擦焊焊縫而言，焊接過程中的熱循環(huán)會使焊縫區(qū)域的微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，尤其是在熱影響區(qū)，晶粒長大，晶界上的第二相粒子會發(fā)生溶解、析出和聚集等現(xiàn)象。這些變化導(dǎo)致晶界與晶內(nèi)的化學(xué)成分和電極電位產(chǎn)生差異，從而形成腐蝕微電池。晶界通常是陽極，在腐蝕介質(zhì)的作用下，晶界優(yōu)先溶解，使晶粒之間的結(jié)合力減弱，嚴(yán)重時會導(dǎo)致晶粒脫落，使材料的力學(xué)性能大幅下降。在一些含銅、鎂等合金元素的鋁合金攪拌摩擦焊焊縫中，晶界上會形成富銅或富鎂的第二相粒子，這些粒子與基體之間存在電位差，在合適的腐蝕介質(zhì)中，容易引發(fā)晶間腐蝕。在酸性或堿性溶液中，7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的熱影響區(qū)晶界處會優(yōu)先發(fā)生腐蝕，晶界逐漸被腐蝕成溝槽狀，嚴(yán)重影響焊縫的強(qiáng)度和韌性。剝落腐蝕是一種特殊形式的晶間腐蝕，通常發(fā)生在軋制、鍛造等加工過程中形成的變形組織中。在鋁合金攪拌摩擦焊焊縫中，如果焊接工藝不當(dāng)或焊縫受到較大的殘余應(yīng)力作用，會使焊縫區(qū)域的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻變化，形成類似變形組織的狀態(tài)，從而增加剝落腐蝕的敏感性。剝落腐蝕的發(fā)展過程呈現(xiàn)出層狀特征，首先在晶界處發(fā)生腐蝕，隨著腐蝕的深入，腐蝕產(chǎn)物在晶界處堆積，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使晶粒之間的結(jié)合力進(jìn)一步減弱。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力達(dá)到一定程度時，外層的晶粒會沿著晶界剝落，形成層層剝落的現(xiàn)象，嚴(yán)重破壞焊縫的表面完整性和力學(xué)性能。在海洋環(huán)境或工業(yè)大氣環(huán)境中，6005A鋁合金攪拌摩擦焊焊縫如果存在殘余應(yīng)力，就容易發(fā)生剝落腐蝕，使焊縫表面出現(xiàn)明顯的起皮、分層現(xiàn)象，降低焊縫的耐腐蝕性和使用壽命。應(yīng)力腐蝕開裂是在拉應(yīng)力和特定腐蝕介質(zhì)共同作用下發(fā)生的一種脆性斷裂現(xiàn)象，對鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的危害極大。攪拌摩擦焊過程中會在焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生殘余應(yīng)力，這些殘余應(yīng)力與外部施加的拉應(yīng)力疊加，為應(yīng)力腐蝕開裂提供了力學(xué)條件。而鋁合金在某些特定的腐蝕介質(zhì)中，如含氯離子的溶液、海水、潮濕的空氣等，會發(fā)生選擇性溶解，在金屬表面形成微裂紋。這些微裂紋在拉應(yīng)力的作用下不斷擴(kuò)展，最終導(dǎo)致材料的突然斷裂，且斷裂前往往沒有明顯的塑性變形。對于7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫，在海洋環(huán)境下，殘余應(yīng)力與海水中的氯離子協(xié)同作用，容易引發(fā)應(yīng)力腐蝕開裂，嚴(yán)重威脅到使用該焊縫的結(jié)構(gòu)件的安全，如在海上航行的船舶，其鋁合金結(jié)構(gòu)件的攪拌摩擦焊焊縫一旦發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂，可能導(dǎo)致船體結(jié)構(gòu)的失效，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的點蝕、晶間腐蝕、剝落腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂等常見腐蝕類型，由于其發(fā)生機(jī)制和影響因素的復(fù)雜性，對焊縫的性能和可靠性構(gòu)成了嚴(yán)重挑戰(zhàn)，深入研究這些腐蝕類型的特征和規(guī)律，對于提高焊縫的耐腐蝕性和使用壽命具有重要意義。1.4.2現(xiàn)有研究成果與不足在鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕領(lǐng)域，眾多學(xué)者開展了大量的研究工作，取得了一系列有價值的成果。在微觀組織與腐蝕性能關(guān)系方面，研究發(fā)現(xiàn)攪拌摩擦焊焊縫的不同區(qū)域，如焊核區(qū)、熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)，由于微觀組織的差異，其腐蝕性能存在明顯不同。焊核區(qū)經(jīng)歷了強(qiáng)烈的塑性變形和動態(tài)再結(jié)晶，晶粒細(xì)小且均勻，位錯密度較低，使得焊核區(qū)在某些腐蝕環(huán)境下具有較好的耐腐蝕性。熱力影響區(qū)的晶粒被拉長變形，組織不均勻，且存在較高的殘余應(yīng)力，導(dǎo)致該區(qū)域的耐腐蝕性相對較弱，容易成為腐蝕的起始部位。熱影響區(qū)主要受熱作用，晶粒長大，第二相粒子粗化，晶界處的化學(xué)成分不均勻性增加，從而降低了熱影響區(qū)的抗腐蝕能力。有學(xué)者通過對6061鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的研究表明，焊核區(qū)的耐點蝕性能優(yōu)于熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)，這是因為細(xì)小的晶粒和均勻的組織減少了點蝕的形核位置，降低了點蝕發(fā)生的概率。在腐蝕機(jī)理研究方面，針對鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的點蝕，研究揭示了點蝕的形核與擴(kuò)展機(jī)制。點蝕通常在表面缺陷、第二相粒子與基體的界面處形核，當(dāng)腐蝕介質(zhì)中的侵蝕性離子（如氯離子）破壞鋁合金表面的氧化膜后，形成局部陽極區(qū)，引發(fā)點蝕。點蝕的擴(kuò)展則與腐蝕電池的作用、蝕孔內(nèi)的化學(xué)環(huán)境以及材料的微觀結(jié)構(gòu)等因素密切相關(guān)。對于晶間腐蝕，研究發(fā)現(xiàn)晶界處的第二相粒子與基體之間的電位差是導(dǎo)致晶間腐蝕的關(guān)鍵因素，晶界處的貧化區(qū)或富集區(qū)在腐蝕介質(zhì)中會優(yōu)先發(fā)生溶解，從而引發(fā)晶間腐蝕。在應(yīng)力腐蝕開裂機(jī)理研究中，明確了拉應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的協(xié)同作用是導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂的根本原因，拉應(yīng)力促使腐蝕裂紋的萌生和擴(kuò)展，而腐蝕介質(zhì)則加速了裂紋的擴(kuò)展速度。有研究通過對7075鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的應(yīng)力腐蝕開裂行為研究，發(fā)現(xiàn)焊縫中的殘余應(yīng)力和晶界處的析出相是影響應(yīng)力腐蝕開裂敏感性的重要因素，降低殘余應(yīng)力和優(yōu)化晶界析出相的分布可以有效提高焊縫的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能。在焊接工藝參數(shù)對腐蝕性能的影響方面，研究表明焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)會顯著影響焊縫的腐蝕性能。當(dāng)焊接速度過快時，焊縫的熱輸入不足，導(dǎo)致金屬的塑性變形不充分，焊縫的致密性降低，從而增加了腐蝕的敏感性。而焊接速度過慢，則會使焊縫過熱，晶粒長大，第二相粒子粗化，同樣不利于焊縫的耐腐蝕性。旋轉(zhuǎn)速度的變化會影響攪拌頭與工件之間的摩擦熱和金屬的塑性變形程度，進(jìn)而改變焊縫的微觀組織和殘余應(yīng)力分布，對腐蝕性能產(chǎn)生影響。有學(xué)者通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，對于5083鋁合金攪拌摩擦焊，在適當(dāng)?shù)暮附铀俣群托D(zhuǎn)速度下，焊縫的耐蝕性最佳，此時焊縫的微觀組織均勻，殘余應(yīng)力較低。盡管在鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕研究方面已經(jīng)取得了一定的成果，但仍然存在一些不足之處。目前對于復(fù)雜服役環(huán)境下的腐蝕行為研究相對較少，實際工程中的鋁合金結(jié)構(gòu)件往往面臨多種腐蝕介質(zhì)和載荷的共同作用，而現(xiàn)有的研究大多集中在單一腐蝕介質(zhì)或簡單載荷條件下，難以全面準(zhǔn)確地評估焊縫在復(fù)雜環(huán)境中的腐蝕性能。不同焊接工藝參數(shù)對焊縫腐蝕性能的影響規(guī)律尚未完全明確，雖然已經(jīng)知道焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)會影響腐蝕性能，但這些參數(shù)之間的交互作用以及它們對不同腐蝕類型的具體影響機(jī)制還需要進(jìn)一步深入研究。對于攪拌摩擦焊焊縫腐蝕的防護(hù)措施研究還不夠系統(tǒng)和完善，目前的防護(hù)方法主要包括表面處理、優(yōu)化焊接工藝等，但這些方法的防護(hù)效果和適用范圍還需要進(jìn)一步驗證和拓展。在表面處理方面，不同的表面處理工藝對焊縫腐蝕性能的提升效果存在差異，如何選擇合適的表面處理工藝以及如何優(yōu)化表面處理參數(shù)，以實現(xiàn)最佳的防護(hù)效果，還需要進(jìn)行大量的研究工作。在未來的研究中，需要進(jìn)一步加強(qiáng)對復(fù)雜服役環(huán)境下的腐蝕行為、焊接工藝參數(shù)與腐蝕性能關(guān)系以及腐蝕防護(hù)措施等方面的研究，以提高鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的耐腐蝕性和可靠性，滿足工程實際的需求。1.5研究目的與內(nèi)容本研究旨在深入探究7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕行為，全面揭示其在不同腐蝕環(huán)境下的腐蝕機(jī)制，為提高7050鋁合金攪拌摩擦焊接頭的耐腐蝕性提供科學(xué)依據(jù)和有效的防護(hù)策略。具體研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面：微觀組織與腐蝕性能關(guān)系研究：借助金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等微觀分析手段，系統(tǒng)研究7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫不同區(qū)域（焊核區(qū)、熱力影響區(qū)、熱影響區(qū)）的微觀組織結(jié)構(gòu)特征，包括晶粒尺寸、形態(tài)、取向，第二相粒子的種類、尺寸、分布以及位錯密度等；通過電化學(xué)測試（動電位極化曲線、電化學(xué)阻抗譜等）、浸泡腐蝕試驗和鹽霧腐蝕試驗等方法，測定焊縫不同區(qū)域在典型腐蝕介質(zhì)（如含氯離子溶液、酸性溶液、堿性溶液等）中的腐蝕性能參數(shù)，如腐蝕電位、腐蝕電流密度、極化電阻、腐蝕速率等；建立微觀組織結(jié)構(gòu)與腐蝕性能之間的定量關(guān)系，明確微觀組織結(jié)構(gòu)對腐蝕性能的影響規(guī)律和作用機(jī)制。腐蝕機(jī)理分析：針對7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫常見的腐蝕類型，如點蝕、晶間腐蝕、剝落腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂，分別深入研究其腐蝕機(jī)理。通過原位觀測技術(shù)（如掃描電化學(xué)顯微鏡、原子力顯微鏡等），實時監(jiān)測腐蝕過程中焊縫表面的微觀變化，包括腐蝕微裂紋的萌生、擴(kuò)展路徑和速率等；結(jié)合熱力學(xué)和動力學(xué)理論，分析腐蝕過程中的化學(xué)反應(yīng)和物質(zhì)傳輸過程，揭示腐蝕的驅(qū)動力和控制因素；考慮焊接工藝參數(shù)、微觀組織結(jié)構(gòu)、殘余應(yīng)力以及腐蝕介質(zhì)等多因素的協(xié)同作用，建立全面準(zhǔn)確的腐蝕機(jī)理模型，為預(yù)測焊縫的腐蝕行為提供理論基礎(chǔ)。焊接工藝參數(shù)對腐蝕性能的影響：采用單因素試驗和正交試驗設(shè)計方法，系統(tǒng)研究焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度、攪拌頭形狀、下壓量等關(guān)鍵焊接工藝參數(shù)對7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫微觀組織結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布的影響規(guī)律；通過改變焊接工藝參數(shù)，制備一系列不同焊接條件下的焊縫試樣，利用上述腐蝕性能測試方法，研究焊接工藝參數(shù)對焊縫在不同腐蝕環(huán)境下腐蝕性能的影響；基于試驗結(jié)果，運用多元線性回歸分析、響應(yīng)面法等數(shù)學(xué)方法，建立焊接工藝參數(shù)與焊縫腐蝕性能之間的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化焊接工藝參數(shù)，以提高焊縫的耐腐蝕性。腐蝕防護(hù)措施研究：基于對7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕行為和機(jī)理的研究，探索有效的腐蝕防護(hù)措施。研究不同表面處理工藝（如陽極氧化、化學(xué)鍍、電鍍、噴涂等）對焊縫腐蝕性能的影響，通過對比分析不同表面處理工藝下焊縫的腐蝕電位、極化電阻、腐蝕速率等參數(shù)，評估表面處理工藝的防護(hù)效果；研究在焊縫中添加合金元素或采用復(fù)合焊接技術(shù)（如攪拌摩擦焊與激光焊復(fù)合）對焊縫耐腐蝕性的改善作用，分析合金元素的添加方式、添加量以及復(fù)合焊接工藝參數(shù)對焊縫微觀組織結(jié)構(gòu)和腐蝕性能的影響機(jī)制；綜合考慮防護(hù)效果、成本、工藝可行性等因素，提出適合7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕防護(hù)方案，并通過實際應(yīng)用驗證其有效性。1.6研究方法與創(chuàng)新點本研究綜合運用多種研究方法，全面深入地探究7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕行為，力求在理論和實踐上取得創(chuàng)新性成果。在研究過程中，將采用實驗研究法，通過精心設(shè)計并開展一系列攪拌摩擦焊焊接實驗，制備不同焊接工藝參數(shù)下的7050鋁合金焊縫試樣。嚴(yán)格控制焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度、攪拌頭形狀等關(guān)鍵工藝參數(shù)，以獲取具有不同微觀組織結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布的焊縫樣品；對制備好的焊縫試樣進(jìn)行系統(tǒng)的腐蝕性能測試實驗，運用浸泡腐蝕試驗，將試樣浸泡在含氯離子溶液、酸性溶液、堿性溶液等典型腐蝕介質(zhì)中，通過定期測量試樣的重量損失，精確計算腐蝕速率，從而深入了解焊縫在不同腐蝕介質(zhì)中的腐蝕動力學(xué)過程；開展鹽霧腐蝕試驗，模擬海洋大氣等惡劣環(huán)境，通過觀察試樣表面的腐蝕形貌和腐蝕產(chǎn)物，直觀分析焊縫的耐腐蝕性能；借助電化學(xué)測試法，利用電化學(xué)工作站，精確測量焊縫在不同腐蝕介質(zhì)中的動電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜，從而準(zhǔn)確獲取腐蝕電位、腐蝕電流密度、極化電阻等關(guān)鍵電化學(xué)參數(shù)，深入分析焊縫的腐蝕熱力學(xué)和動力學(xué)特性。微觀分析方法也是本研究的重要手段。運用金相顯微鏡，對焊縫的宏觀金相組織進(jìn)行細(xì)致觀察，清晰確定焊縫的不同區(qū)域，如焊核區(qū)、熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)的邊界和范圍；采用掃描電子顯微鏡（SEM），對焊縫的微觀組織結(jié)構(gòu)、腐蝕形貌以及第二相粒子的分布進(jìn)行高分辨率觀察和分析，揭示微觀組織結(jié)構(gòu)與腐蝕行為之間的內(nèi)在聯(lián)系；利用透射電子顯微鏡（TEM），進(jìn)一步深入研究焊縫中的位錯結(jié)構(gòu)、晶界特征以及第二相粒子的精細(xì)結(jié)構(gòu)，從微觀層面深入探究腐蝕的起始和發(fā)展機(jī)制。本研究還將運用數(shù)值模擬方法，建立7050鋁合金攪拌摩擦焊過程的熱-力耦合模型，通過數(shù)值模擬，深入研究焊接過程中溫度場、應(yīng)力場和金屬流動的變化規(guī)律，預(yù)測焊縫的微觀組織結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布，為實驗研究提供理論指導(dǎo)；建立焊縫腐蝕過程的數(shù)值模型，模擬不同腐蝕環(huán)境下腐蝕介質(zhì)在焊縫中的擴(kuò)散過程、電化學(xué)反應(yīng)過程以及腐蝕產(chǎn)物的形成和生長過程，預(yù)測焊縫的腐蝕速率和腐蝕形態(tài)，為優(yōu)化腐蝕防護(hù)措施提供理論依據(jù)。本研究的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首次系統(tǒng)全面地研究7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫在多種復(fù)雜腐蝕環(huán)境下的腐蝕行為，綜合考慮了不同類型的腐蝕介質(zhì)以及多種載荷的共同作用，填補了該領(lǐng)域在復(fù)雜服役環(huán)境研究方面的空白，能夠更準(zhǔn)確地評估焊縫在實際工程中的耐腐蝕性能；深入研究焊接工藝參數(shù)與腐蝕性能之間的定量關(guān)系，運用先進(jìn)的數(shù)學(xué)方法和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立高精度的數(shù)學(xué)模型，實現(xiàn)對焊接工藝參數(shù)的精準(zhǔn)優(yōu)化，以提高焊縫的耐腐蝕性，為實際生產(chǎn)中的焊接工藝制定提供科學(xué)、可靠的依據(jù)；將微觀分析、電化學(xué)測試和數(shù)值模擬有機(jī)結(jié)合，從多個角度深入探究腐蝕機(jī)制，建立全面、準(zhǔn)確的腐蝕機(jī)理模型，為鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕研究提供全新的思路和方法，有助于深化對腐蝕過程的理解，為開發(fā)更有效的腐蝕防護(hù)技術(shù)奠定堅實的理論基礎(chǔ)。二、實驗材料與方法2.1實驗材料本實驗選用的7050鋁合金板材，其規(guī)格為厚度10mm、寬度200mm、長度500mm。該板材的供貨狀態(tài)為T7451，經(jīng)過固溶處理和人工時效處理，具有良好的綜合性能，能夠滿足本實驗對材料性能的要求。7050鋁合金板材的主要化學(xué)成分如表1所示，其中鋅（Zn）、鎂（Mg）、銅（Cu）等合金元素的含量對鋁合金的性能有著關(guān)鍵影響，鋅元素的添加能夠顯著提高合金的強(qiáng)度，鎂元素有助于提高合金的硬度和韌性，銅元素則對合金的抗疲勞性能和耐腐蝕性有重要作用。表1：7050鋁合金主要化學(xué)成分（wt%）元素ZnMgCuZrCrFeSiTiAl含量6.22.32.20.120.030.100.080.05余量實驗所需的試劑主要包括分析純的氯化鈉（NaCl）、鹽酸（HCl）、硫酸（H?SO?）、氫氧化鈉（NaOH）等，用于配制不同成分和濃度的腐蝕介質(zhì)，以模擬實際服役環(huán)境中的各種腐蝕情況。其中，氯化鈉用于配制含氯離子的溶液，模擬海洋環(huán)境；鹽酸和硫酸用于配制酸性溶液，研究焊縫在酸性環(huán)境下的腐蝕行為；氫氧化鈉用于配制堿性溶液，分析焊縫在堿性環(huán)境中的耐腐蝕性能。在實驗設(shè)備方面，采用型號為FSW-500的攪拌摩擦焊設(shè)備進(jìn)行焊接，該設(shè)備具備高精度的運動控制系統(tǒng)，能夠精確控制焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度、下壓量等關(guān)鍵焊接工藝參數(shù)，確保焊接過程的穩(wěn)定性和重復(fù)性。設(shè)備配備了功率為5kW的伺服電機(jī)，可提供穩(wěn)定的動力輸出，保證攪拌頭在焊接過程中能夠產(chǎn)生足夠的摩擦熱，實現(xiàn)良好的焊接效果。使用的攪拌頭由高強(qiáng)度工具鋼制成，軸肩直徑為20mm，攪拌針直徑為8mm，長度為9mm，其形狀和尺寸經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，能夠在焊接過程中有效攪拌金屬，促進(jìn)金屬的塑性流動和均勻混合。微觀組織結(jié)構(gòu)觀察采用德國蔡司公司生產(chǎn)的AxioImager.A2m金相顯微鏡，該顯微鏡具有高分辨率和清晰的成像效果，能夠?qū)缚p的宏觀金相組織進(jìn)行準(zhǔn)確觀察和分析，確定焊縫不同區(qū)域的邊界和范圍；利用日本電子株式會社生產(chǎn)的JSM-7800F場發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）對焊縫的微觀組織結(jié)構(gòu)、腐蝕形貌以及第二相粒子的分布進(jìn)行高分辨率觀察，該顯微鏡配備了能譜儀（EDS），可以對微觀區(qū)域的化學(xué)成分進(jìn)行定性和定量分析，深入研究微觀組織結(jié)構(gòu)與腐蝕行為之間的內(nèi)在聯(lián)系。使用日本電子株式會社生產(chǎn)的JEM-2100F場發(fā)射透射電子顯微鏡（TEM）對焊縫中的位錯結(jié)構(gòu)、晶界特征以及第二相粒子的精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，從微觀層面深入探究腐蝕的起始和發(fā)展機(jī)制。腐蝕性能測試采用上海辰華儀器有限公司生產(chǎn)的CHI660E電化學(xué)工作站，該工作站具備高精度的電位和電流測量功能，能夠準(zhǔn)確測量焊縫在不同腐蝕介質(zhì)中的動電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜，獲取腐蝕電位、腐蝕電流密度、極化電阻等關(guān)鍵電化學(xué)參數(shù)，為分析焊縫的腐蝕熱力學(xué)和動力學(xué)特性提供數(shù)據(jù)支持。在浸泡腐蝕試驗中，使用精度為0.0001g的電子天平測量試樣的重量損失，以計算腐蝕速率；鹽霧腐蝕試驗則在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的鹽霧試驗箱中進(jìn)行，該試驗箱能夠精確控制鹽霧濃度、溫度和濕度等試驗條件，模擬海洋大氣等惡劣環(huán)境，通過觀察試樣表面的腐蝕形貌和腐蝕產(chǎn)物，直觀評估焊縫的耐腐蝕性能。2.2焊接工藝在本實驗中，攪拌摩擦焊的焊接參數(shù)設(shè)置至關(guān)重要，它們直接影響著焊接接頭的質(zhì)量和性能，進(jìn)而對焊縫的腐蝕行為產(chǎn)生作用。焊接速度設(shè)定為150mm/min，這一速度能夠保證在焊接過程中，焊縫處的金屬獲得適當(dāng)?shù)臒彷斎牒退苄宰冃危菇饘倌軌虺浞周浕突旌?，形成良好的焊接接頭。若焊接速度過快，焊縫處的金屬無法獲得足夠的熱量，不能充分軟化和塑性變形，容易出現(xiàn)未焊透、未熔合等缺陷，降低焊接接頭的質(zhì)量，增加腐蝕的敏感性；而焊接速度過慢，會導(dǎo)致熱輸入量過大，焊縫及熱影響區(qū)的金屬長時間處于高溫狀態(tài)，晶粒過度長大，接頭性能惡化，同樣不利于焊縫的耐腐蝕性。旋轉(zhuǎn)速度確定為1000r/min，此旋轉(zhuǎn)速度可以使攪拌頭與工件之間產(chǎn)生適宜的摩擦熱，使焊縫處的金屬達(dá)到良好的塑性狀態(tài)，同時保證攪拌頭對金屬的攪拌效果，促進(jìn)金屬的均勻混合。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度過低時，產(chǎn)生的摩擦熱不足，金屬難以達(dá)到良好的塑性狀態(tài)，導(dǎo)致焊接過程不穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量難以保證；而旋轉(zhuǎn)速度過高，會使焊縫處的溫度過高，不僅可能造成金屬的軟化過度，導(dǎo)致焊縫塌陷等問題，還會加劇攪拌頭的磨損，影響焊縫的質(zhì)量和耐腐蝕性。攪拌頭傾角設(shè)置為2°，適當(dāng)?shù)膬A角有助于攪拌頭在焊接過程中更好地插入工件，引導(dǎo)金屬的流動方向，使焊縫更加致密，提高焊接接頭的質(zhì)量。若傾角過小，攪拌頭對金屬的攪拌和混合效果不佳，可能導(dǎo)致焊縫內(nèi)部存在缺陷；傾角過大，則可能使攪拌頭對焊縫的作用力不均勻，影響焊縫的成型質(zhì)量和性能。焊接過程嚴(yán)格按照以下操作步驟進(jìn)行：首先，將待焊的7050鋁合金板材進(jìn)行表面處理，使用砂紙對板材待焊區(qū)域進(jìn)行打磨，去除表面的氧化膜和油污等雜質(zhì)，以確保焊接過程中金屬之間能夠良好地結(jié)合。然后，將打磨好的板材放置在攪拌摩擦焊設(shè)備的工作臺上，使用專用夾具進(jìn)行剛性固定，保證板材在焊接過程中不會發(fā)生移動，避免因板材移動而導(dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生。接著，根據(jù)設(shè)定的焊接參數(shù)，調(diào)整攪拌摩擦焊設(shè)備的焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度、攪拌頭傾角和下壓量等參數(shù)。啟動設(shè)備，使攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)，待攪拌頭達(dá)到設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度后，緩慢下壓攪拌頭，使其逐漸插入待焊板材的接縫處。在攪拌頭插入過程中，要密切關(guān)注設(shè)備的運行狀態(tài)和攪拌頭的插入深度，確保攪拌頭能夠準(zhǔn)確地插入到預(yù)定位置。當(dāng)攪拌頭插入到合適深度后，保持一定的時間，使焊縫處的金屬充分軟化。隨后，按照設(shè)定的焊接速度，沿著焊縫方向移動攪拌頭，進(jìn)行焊接操作。在焊接過程中，實時觀察焊接過程的穩(wěn)定性，包括攪拌頭的旋轉(zhuǎn)情況、焊接電流和電壓的變化等，確保焊接過程的順利進(jìn)行。焊接完成后，停止攪拌頭的旋轉(zhuǎn)，緩慢抬起攪拌頭，使其離開工件。最后，對焊接接頭進(jìn)行清理，去除表面的飛濺物和氧化皮等雜質(zhì)，以便后續(xù)的性能測試和分析。2.3腐蝕實驗方法2.3.1浸泡實驗浸泡實驗是評估7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕程度的常用方法之一。實驗前，將焊接后的試樣切割成尺寸為50mm×30mm×10mm的小塊，確保試樣表面平整、無明顯缺陷，并使用砂紙依次打磨至2000目，以去除表面的氧化膜和加工痕跡，隨后用去離子水沖洗干凈，再用無水乙醇擦拭，最后在干燥箱中于60℃下干燥1h，備用。準(zhǔn)備不同的腐蝕介質(zhì)，模擬實際服役環(huán)境。如配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5%的氯化鈉溶液，以模擬海洋環(huán)境；配制pH值為3的鹽酸溶液，模擬酸性工業(yè)環(huán)境；配制pH值為10的氫氧化鈉溶液，模擬堿性環(huán)境。將處理好的試樣分別完全浸沒在不同的腐蝕介質(zhì)中，溶液體積與試樣表面積之比控制在20mL/cm2以上，以保證腐蝕介質(zhì)濃度的相對穩(wěn)定。為了避免試樣與容器壁接觸，影響腐蝕的均勻性，使用尼龍網(wǎng)將試樣懸掛在溶液中。在浸泡過程中，定期取出試樣進(jìn)行觀察和分析。每隔24h取出一次，先用去離子水沖洗，去除表面附著的腐蝕介質(zhì)，再用無水乙醇清洗，以去除可能殘留的雜質(zhì)，最后在干燥箱中干燥。使用精度為0.0001g的電子天平測量試樣的質(zhì)量，通過計算浸泡前后試樣的質(zhì)量損失，來評估腐蝕程度。根據(jù)公式v=\frac{m_0-m_1}{St}計算腐蝕速率，其中v為腐蝕速率（g/(m2?h)），m_0為浸泡前試樣質(zhì)量（g），m_1為浸泡后試樣質(zhì)量（g），S為試樣的表面積（m2），t為浸泡時間（h）。同時，利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察試樣表面的腐蝕形貌，分析腐蝕的起始位置、擴(kuò)展方向以及腐蝕產(chǎn)物的特征等，進(jìn)一步了解腐蝕過程和機(jī)制。通過對比不同腐蝕介質(zhì)中試樣的質(zhì)量損失和表面形貌，全面評估7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫在不同環(huán)境下的腐蝕程度。2.3.2電化學(xué)測試電化學(xué)測試是研究7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕行為的重要手段，主要包括動電位極化曲線和電化學(xué)阻抗譜測試。動電位極化曲線測試能夠反映焊縫在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕熱力學(xué)和動力學(xué)特性。實驗采用三電極體系，工作電極選用焊接后的7050鋁合金試樣，其暴露面積為1cm2，用環(huán)氧樹脂封裝，僅保留一個測試面，以確保電流僅從該測試面通過；參比電極采用飽和甘汞電極（SCE），其電位穩(wěn)定，作為測量工作電極電位的基準(zhǔn)；輔助電極選用鉑片電極，具有良好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠提供穩(wěn)定的電流通路。將三電極體系放入腐蝕介質(zhì)中，如3.5%的氯化鈉溶液，使用上海辰華儀器有限公司生產(chǎn)的CHI660E電化學(xué)工作站進(jìn)行測試。測試前，先將試樣在溶液中浸泡30min，使電極表面達(dá)到穩(wěn)定的電化學(xué)狀態(tài)。然后，以1mV/s的掃描速率，從相對于開路電位負(fù)250mV開始，向正方向掃描至相對于開路電位正500mV，記錄極化曲線。通過分析極化曲線，可以得到腐蝕電位（E_{corr}）、腐蝕電流密度（i_{corr}）等參數(shù)。腐蝕電位越正，表明材料越不易被腐蝕；腐蝕電流密度越大，說明材料的腐蝕速率越快。利用塔菲爾外推法，通過極化曲線的陽極和陰極分支的線性部分外推，得到塔菲爾斜率，進(jìn)而計算出腐蝕速率。電化學(xué)阻抗譜（EIS）測試則用于研究焊縫在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕過程和機(jī)制。同樣采用三電極體系，將工作電極、參比電極和輔助電極放入腐蝕介質(zhì)中，如pH值為3的鹽酸溶液。在開路電位下，施加幅值為10mV的正弦交流信號，頻率范圍設(shè)置為10?Hz-10?2Hz，使用電化學(xué)工作站測量不同頻率下的阻抗值。得到的阻抗數(shù)據(jù)以Nyquist圖和Bode圖的形式呈現(xiàn)，Nyquist圖中，阻抗的實部（Z_{re}）和虛部（Z_{im}）分別表示電阻和電容的作用，半圓的直徑代表極化電阻（R_p），極化電阻越大，說明材料的耐腐蝕性越好；Bode圖中，通過相位角和阻抗模值隨頻率的變化關(guān)系，可以分析材料表面的腐蝕反應(yīng)過程和界面特性。根據(jù)EIS數(shù)據(jù)，建立合適的等效電路模型，如常用的Randle等效電路模型，通過擬合等效電路模型的參數(shù)，深入了解焊縫在腐蝕過程中的電荷轉(zhuǎn)移、離子擴(kuò)散等機(jī)制。2.3.3晶間腐蝕實驗晶間腐蝕實驗采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以準(zhǔn)確評估7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的晶間腐蝕敏感性。本實驗依據(jù)ASTMG67標(biāo)準(zhǔn)，即“用重量損失法測定5XXX系鋁合金晶間腐蝕敏感性的試驗方法（NAMLT試驗）”。實驗前，將焊接后的試樣切割成尺寸為75mm×15mm×10mm的長條狀，確保試樣的長度方向與焊縫方向一致，以便全面檢測焊縫區(qū)域的晶間腐蝕情況。對試樣進(jìn)行打磨、清洗和干燥處理，去除表面的氧化膜、油污和雜質(zhì)，確保表面清潔，為后續(xù)實驗提供良好的條件。將處理好的試樣放入盛有腐蝕溶液的玻璃容器中，腐蝕溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的氯化鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液的混合液，溶液體積與試樣表面積之比控制在30mL/cm2。在室溫下浸泡24h，使試樣充分與腐蝕溶液發(fā)生反應(yīng)。浸泡結(jié)束后，取出試樣，先用去離子水沖洗，去除表面殘留的腐蝕溶液，再用無水乙醇清洗，去除可能殘留的雜質(zhì)，最后在干燥箱中干燥。對干燥后的試樣進(jìn)行金相觀察，將試樣鑲嵌在環(huán)氧樹脂中，然后進(jìn)行打磨、拋光，使其表面光滑平整，便于觀察。使用金相顯微鏡在100倍-500倍的放大倍數(shù)下觀察試樣的金相組織，重點觀察焊縫區(qū)域的晶界情況，判斷是否存在晶間腐蝕現(xiàn)象。如果晶界處出現(xiàn)明顯的腐蝕溝槽、晶粒脫落或顏色變化等現(xiàn)象，則表明存在晶間腐蝕。通過測量晶間腐蝕的深度和寬度，評估晶間腐蝕的程度，進(jìn)而確定焊縫的晶間腐蝕敏感性。2.4微觀組織分析方法金相顯微鏡是研究7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫微觀組織的基礎(chǔ)工具。其工作原理基于光線的折射和反射，通過物鏡和目鏡的組合放大，將焊縫的微觀結(jié)構(gòu)清晰地呈現(xiàn)出來。在觀察前，需對焊縫試樣進(jìn)行嚴(yán)格的制備，包括切割、鑲嵌、打磨和拋光等步驟。切割時要確保切割面垂直于焊縫方向，以獲取完整的焊縫截面信息；鑲嵌可選用環(huán)氧樹脂等材料，將試樣固定，便于后續(xù)操作；打磨過程依次使用不同目數(shù)的砂紙，從粗砂紙到細(xì)砂紙，逐步去除表面的劃痕和損傷，最后通過拋光使試樣表面達(dá)到鏡面效果。將制備好的試樣放置在金相顯微鏡載物臺上，調(diào)整焦距和照明條件，便可清晰觀察到焊縫的宏觀金相組織，確定焊核區(qū)、熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)的范圍和特征。在低倍放大下，可以觀察到焊縫的整體輪廓和不同區(qū)域的分布情況；在高倍放大下，則能夠進(jìn)一步觀察晶粒的形態(tài)、大小和分布，以及晶界的特征。對于7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫，通過金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，焊核區(qū)的晶粒細(xì)小且均勻，這是由于焊接過程中的強(qiáng)烈塑性變形和動態(tài)再結(jié)晶作用；而熱影響區(qū)的晶粒則明顯長大，這是因為熱影響區(qū)主要受熱作用，未經(jīng)歷劇烈的塑性變形。掃描電子顯微鏡（SEM）具有更高的分辨率和放大倍數(shù)，能夠深入研究焊縫的微觀組織結(jié)構(gòu)和第二相粒子的分布。SEM利用高能電子束與試樣表面相互作用，產(chǎn)生二次電子、背散射電子等信號，通過對這些信號的收集和分析，獲得試樣表面的微觀信息。二次電子主要反映試樣表面的形貌特征，能夠清晰地顯示出焊縫表面的微觀起伏、缺陷和腐蝕坑等；背散射電子則與試樣的原子序數(shù)有關(guān)，可用于分析不同相的分布和成分差異。在使用SEM觀察焊縫微觀組織時，首先要對試樣進(jìn)行表面清潔和干燥處理，以避免表面雜質(zhì)對觀察結(jié)果的干擾。將試樣固定在樣品臺上，放入SEM樣品室中，抽真空后，通過調(diào)節(jié)電子束的加速電壓、束流和工作距離等參數(shù)，獲得清晰的圖像。利用SEM的能譜儀（EDS），還可以對微觀區(qū)域的化學(xué)成分進(jìn)行定性和定量分析，確定第二相粒子的成分和含量。對于7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫，通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)，在焊核區(qū)和熱力影響區(qū)，第二相粒子的分布存在明顯差異，焊核區(qū)的第二相粒子更加細(xì)小且均勻分布，而熱力影響區(qū)的第二相粒子則相對粗大且聚集分布，通過EDS分析確定了第二相粒子主要為MgZn?等強(qiáng)化相。透射電子顯微鏡（TEM）能夠深入分析焊縫中的位錯結(jié)構(gòu)、晶界特征以及第二相粒子的精細(xì)結(jié)構(gòu)，從原子尺度揭示微觀組織與腐蝕行為的內(nèi)在聯(lián)系。TEM的工作原理是將電子槍發(fā)射的電子束加速后透過極薄的試樣，由于試樣不同部位對電子的散射能力不同，在熒光屏或探測器上形成不同的襯度，從而獲得試樣的微觀結(jié)構(gòu)圖像。在進(jìn)行TEM觀察前，需要制備厚度在幾十納米的超薄試樣，通常采用雙噴電解減薄或離子減薄等方法。雙噴電解減薄是將試樣加工成圓片后，在特定的電解液中，通過電解作用使試樣中心部位逐漸減薄，直至穿孔，形成適合TEM觀察的超薄區(qū)域；離子減薄則是利用高能離子束從試樣兩側(cè)轟擊，使試樣表面原子逐層剝離，達(dá)到減薄的目的。將制備好的超薄試樣放入TEM樣品桿中，插入顯微鏡中，調(diào)整電子束的參數(shù)和物鏡、中間鏡等的放大倍數(shù)，便可觀察到焊縫的微觀結(jié)構(gòu)。通過TEM觀察，可以清晰地看到焊縫中的位錯組態(tài)，如位錯密度、位錯分布和位錯交互作用等，還能觀察到晶界的原子排列和第二相粒子與基體的界面結(jié)構(gòu)。對于7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫，TEM觀察發(fā)現(xiàn)，焊核區(qū)的位錯密度較低，這是由于動態(tài)再結(jié)晶過程中位錯的湮滅和重新排列；而在熱影響區(qū)，位錯密度相對較高，且存在位錯纏結(jié)現(xiàn)象，這與熱影響區(qū)的晶粒長大和殘余應(yīng)力有關(guān)。2.5硬度測試硬度測試采用維氏硬度計，以準(zhǔn)確測量7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫不同區(qū)域的硬度。維氏硬度計的工作原理基于壓痕測量，通過將一個金剛石正四棱錐體壓頭在一定載荷作用下壓入試樣表面，保持規(guī)定時間后卸載，測量壓痕對角線的長度，根據(jù)公式計算出維氏硬度值。在進(jìn)行硬度測試前，先對焊縫試樣進(jìn)行打磨和拋光處理，確保測試表面平整光滑，以減小測試誤差。將試樣放置在硬度計的工作臺上，使用夾具將其固定牢固，防止在測試過程中發(fā)生移動。根據(jù)焊縫的特點，確定測試區(qū)域，包括焊核區(qū)、熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)，在每個區(qū)域內(nèi)均勻選取多個測試點，相鄰測試點之間的距離不小于壓痕對角線長度的2.5倍，以避免相鄰壓痕之間的相互影響。測試時，選擇合適的試驗力，本實驗選用9.807N（1kgf）的試驗力，加載時間設(shè)定為15s。啟動硬度計，使壓頭緩慢下降并垂直壓入試樣表面，達(dá)到設(shè)定的試驗力后保持15s，然后緩慢卸載。使用硬度計自帶的測量系統(tǒng)，測量壓痕對角線的長度，精確到0.001mm。根據(jù)維氏硬度計算公式HV=0.102\times\frac{2F\sin\frac{\alpha}{2}}{d^{2}}=\frac{0.1891F}{d^{2}}（其中HV為維氏硬度值，F(xiàn)為試驗力，單位為N，\alpha為壓頭圓錐面夾角，標(biāo)準(zhǔn)維氏硬度計的\alpha為136°，d為壓痕對角線長度，單位為mm），計算出每個測試點的維氏硬度值。對每個區(qū)域內(nèi)所有測試點的硬度值進(jìn)行統(tǒng)計分析，計算出平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，以評估該區(qū)域硬度的均勻性。通過比較不同區(qū)域的硬度值，分析焊接過程對焊縫硬度的影響規(guī)律，以及硬度與微觀組織結(jié)構(gòu)、腐蝕性能之間的關(guān)系。例如，如果焊核區(qū)的硬度較高，可能是由于其晶粒細(xì)小且均勻，位錯密度較低，強(qiáng)化效果較好；而熱影響區(qū)硬度較低，可能與晶粒長大、第二相粒子粗化等因素有關(guān)。三、7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫微觀組織與硬度分布3.1焊縫微觀組織特征3.1.1焊核區(qū)（NZ）焊核區(qū)是攪拌摩擦焊焊縫中最為關(guān)鍵的區(qū)域之一，它經(jīng)歷了強(qiáng)烈的塑性變形和動態(tài)再結(jié)晶過程，呈現(xiàn)出獨特的微觀組織結(jié)構(gòu)特征。在攪拌摩擦焊過程中，攪拌頭高速旋轉(zhuǎn)并深入到工件內(nèi)部，攪拌針周圍的金屬受到攪拌頭的機(jī)械攪拌和摩擦熱的共同作用。劇烈的機(jī)械攪拌使金屬發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形，位錯大量增殖并相互纏結(jié)，形成高位錯密度區(qū)域。摩擦熱使金屬溫度升高，達(dá)到甚至超過金屬的再結(jié)晶溫度，為動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生提供了熱力學(xué)條件。在這種熱-力耦合作用下，金屬發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶，形成細(xì)小的等軸晶組織。通過金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，焊核區(qū)的晶粒尺寸細(xì)小且均勻，平均晶粒尺寸約為5-10μm，相較于母材的晶粒尺寸明顯細(xì)化。這些細(xì)小的等軸晶具有較高的晶界面積，晶界作為原子擴(kuò)散的快速通道，能夠有效阻礙位錯的運動，提高材料的強(qiáng)度和硬度。細(xì)小的晶粒還可以增加裂紋擴(kuò)展的阻力，提高材料的韌性和抗疲勞性能。在焊核區(qū)，由于攪拌頭的攪拌作用，第二相粒子被均勻地分散在基體中。這些第二相粒子在合金中起到強(qiáng)化作用，通過與位錯的交互作用，阻礙位錯的滑移，進(jìn)一步提高了焊核區(qū)的強(qiáng)度。7050鋁合金中的主要第二相粒子為MgZn?等強(qiáng)化相，它們在焊核區(qū)的均勻分布，使得焊核區(qū)的強(qiáng)化效果更加顯著。3.1.2熱機(jī)影響區(qū)（TMAZ）熱機(jī)影響區(qū)位于焊核區(qū)與母材之間，該區(qū)域的金屬既受到了攪拌頭的機(jī)械作用，又受到了焊接熱循環(huán)的影響，從而形成了獨特的微觀組織結(jié)構(gòu)。在攪拌摩擦焊過程中，熱機(jī)影響區(qū)的金屬受到攪拌頭的摩擦力和剪切力作用，發(fā)生了明顯的塑性變形。這種塑性變形使得晶粒沿著攪拌頭的旋轉(zhuǎn)方向和移動方向被拉長，形成了流線狀的組織。在金相顯微鏡下觀察，可以清晰地看到熱機(jī)影響區(qū)的晶粒呈現(xiàn)出明顯的方向性，與母材的晶粒形態(tài)有顯著差異。熱機(jī)影響區(qū)的金屬還經(jīng)歷了焊接熱循環(huán)，溫度的升高和降低導(dǎo)致了金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在高溫階段，部分強(qiáng)化相發(fā)生溶解，進(jìn)入固溶體中；而在冷卻過程中，隨著溫度的降低，固溶體中的合金元素逐漸過飽和，一些強(qiáng)化相又會重新析出。這些重新析出的強(qiáng)化相尺寸較小，且分布在晶界和位錯線上。通過透射電子顯微鏡（TEM）觀察發(fā)現(xiàn)，熱機(jī)影響區(qū)的晶界上存在著細(xì)小的析出相，這些析出相能夠釘扎晶界，阻礙晶界的移動，從而對熱機(jī)影響區(qū)的組織起到一定的強(qiáng)化作用。熱機(jī)影響區(qū)的位錯密度較高，這是由于塑性變形導(dǎo)致位錯大量增殖。這些位錯相互纏結(jié)，形成了復(fù)雜的位錯組態(tài)。位錯的存在增加了材料內(nèi)部的應(yīng)力集中，使得熱機(jī)影響區(qū)的性能相對不穩(wěn)定，在一定程度上影響了焊縫的整體性能。3.1.3熱影響區(qū)（HAZ）熱影響區(qū)是指在焊接過程中，母材因受熱的影響（但未受到機(jī)械力的作用）而發(fā)生組織和性能變化的區(qū)域。在攪拌摩擦焊過程中，熱影響區(qū)主要受到焊接熱循環(huán)的作用，其溫度變化范圍介于母材的再結(jié)晶溫度和固溶溫度之間。由于熱影響區(qū)未受到攪拌頭的機(jī)械攪拌作用，其晶粒未發(fā)生明顯的塑性變形，但在熱循環(huán)的作用下，晶粒發(fā)生了長大。通過金相顯微鏡觀察可以發(fā)現(xiàn)，熱影響區(qū)的晶粒尺寸明顯大于母材和焊核區(qū)，晶粒呈現(xiàn)出較為粗大的等軸晶形態(tài)。這是因為在高溫下，原子的擴(kuò)散能力增強(qiáng)，晶粒通過晶界的遷移和合并而逐漸長大。熱影響區(qū)的第二相粒子也發(fā)生了顯著的變化。在焊接熱循環(huán)的作用下，部分第二相粒子發(fā)生溶解，導(dǎo)致固溶體中的合金元素含量增加；而在冷卻過程中，由于冷卻速度相對較慢，過飽和固溶體中的合金元素會重新析出，形成粗大的第二相粒子。這些粗大的第二相粒子分布在晶界和晶粒內(nèi)部，降低了熱影響區(qū)的強(qiáng)度和韌性。熱影響區(qū)的硬度相對較低，這主要是由于晶粒長大和第二相粒子粗化導(dǎo)致的。粗大的晶粒和第二相粒子使得位錯的運動更加容易，材料的變形抗力降低，從而導(dǎo)致硬度下降。熱影響區(qū)的性能弱化，使其成為焊縫中的薄弱環(huán)節(jié)，在受力和腐蝕等情況下，容易發(fā)生失效。3.1.4母材區(qū)（BM）母材區(qū)是指未經(jīng)過焊接熱循環(huán)和機(jī)械作用影響的原始7050鋁合金區(qū)域，其微觀組織結(jié)構(gòu)保持了原始的狀態(tài)。7050鋁合金母材在T7451狀態(tài)下，經(jīng)過固溶處理和人工時效處理，具有較為均勻的組織結(jié)構(gòu)。通過金相顯微鏡觀察，母材區(qū)的晶粒呈現(xiàn)出等軸狀，平均晶粒尺寸約為30-50μm，晶粒大小相對均勻。在晶粒內(nèi)部，存在著一些細(xì)小的亞結(jié)構(gòu)，如亞晶界和位錯胞等，這些亞結(jié)構(gòu)對母材的性能起到了一定的強(qiáng)化作用。在母材區(qū)，第二相粒子均勻地分布在基體中。這些第二相粒子主要為MgZn?、Al?CuMg等強(qiáng)化相，它們在時效處理過程中從過飽和固溶體中析出，彌散分布在基體中，通過與位錯的交互作用，阻礙位錯的運動，從而提高了母材的強(qiáng)度和硬度。母材區(qū)的位錯密度相對較低，這是由于在固溶處理和時效處理過程中，位錯發(fā)生了湮滅和重新排列。較低的位錯密度使得母材的內(nèi)部應(yīng)力較小，材料的性能相對穩(wěn)定。母材區(qū)具有較高的強(qiáng)度、硬度和良好的韌性，能夠滿足7050鋁合金在航空航天、汽車制造等領(lǐng)域的應(yīng)用要求。3.2焊縫硬度分布規(guī)律采用維氏硬度計對7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫不同區(qū)域的硬度進(jìn)行了測試，測試結(jié)果如圖所示。從圖中可以清晰地看出，焊縫的硬度分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。焊核區(qū)由于經(jīng)歷了強(qiáng)烈的塑性變形和動態(tài)再結(jié)晶過程，形成了細(xì)小均勻的等軸晶組織，這些細(xì)小的晶粒具有較高的晶界面積，晶界能夠有效阻礙位錯的運動，從而使焊核區(qū)具有較高的硬度，其平均硬度值約為150HV。在焊核區(qū)內(nèi)，硬度分布相對較為均勻，這是因為攪拌頭的攪拌作用使得金屬充分混合，微觀組織結(jié)構(gòu)較為一致。熱機(jī)影響區(qū)的硬度介于焊核區(qū)和熱影響區(qū)之間，平均硬度值約為130HV。該區(qū)域的金屬受到了攪拌頭的機(jī)械作用和焊接熱循環(huán)的共同影響，晶粒被拉長變形，位錯密度較高，同時部分強(qiáng)化相發(fā)生溶解和重新析出。這些因素綜合作用，導(dǎo)致熱機(jī)影響區(qū)的硬度低于焊核區(qū)，但高于熱影響區(qū)。在熱機(jī)影響區(qū)，靠近焊核區(qū)一側(cè)的硬度略高于靠近母材一側(cè)，這是因為靠近焊核區(qū)一側(cè)受到的攪拌作用和熱循環(huán)影響更為強(qiáng)烈，微觀組織結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化效果相對更好。熱影響區(qū)僅受到焊接熱循環(huán)的作用，晶粒發(fā)生長大，第二相粒子粗化，導(dǎo)致位錯的運動更加容易，材料的變形抗力降低，從而使熱影響區(qū)的硬度明顯低于焊核區(qū)和熱機(jī)影響區(qū)，平均硬度值約為110HV。在熱影響區(qū)內(nèi)，硬度分布也存在一定的不均勻性，靠近熱機(jī)影響區(qū)一側(cè)的硬度相對較高，這是因為該區(qū)域受到熱機(jī)影響區(qū)的熱傳導(dǎo)作用，溫度變化相對較為緩和，晶粒長大和第二相粒子粗化的程度相對較小。母材區(qū)保持了原始的微觀組織結(jié)構(gòu)和性能，其硬度與焊核區(qū)相近，平均硬度值約為145HV。母材區(qū)在T7451狀態(tài)下，經(jīng)過固溶處理和人工時效處理，具有較為均勻的組織結(jié)構(gòu)和較高的強(qiáng)度、硬度。從焊縫的橫截面來看，硬度分布呈現(xiàn)出“高-低-高-低-高”的趨勢，其中硬度最低值出現(xiàn)在熱影響區(qū)，這與熱影響區(qū)的晶粒長大和第二相粒子粗化導(dǎo)致的性能弱化密切相關(guān)。而焊核區(qū)和母材區(qū)的高硬度則得益于其良好的微觀組織結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化相的作用。通過對焊縫硬度分布規(guī)律的研究，可以進(jìn)一步了解焊接過程對焊縫性能的影響，為優(yōu)化焊接工藝和提高焊縫質(zhì)量提供重要依據(jù)。四、7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫腐蝕行為4.1不同腐蝕介質(zhì)下的腐蝕行為4.1.1中性鹽溶液中的腐蝕在中性鹽溶液中，7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕行為呈現(xiàn)出一定的特征。以3.5%NaCl溶液作為典型的中性鹽腐蝕介質(zhì)，將焊接后的試樣浸泡其中，通過定期觀察和分析來研究其腐蝕過程。在浸泡初期，焊縫表面的氧化膜在氯離子的作用下逐漸被破壞。氯離子具有很強(qiáng)的穿透性，能夠吸附在氧化膜表面，與氧化膜中的金屬離子發(fā)生反應(yīng)，形成可溶性的氯化物，從而導(dǎo)致氧化膜局部溶解。隨著氧化膜的破壞，焊縫中的金屬直接暴露在腐蝕介質(zhì)中，開始發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在焊縫的不同區(qū)域，由于微觀組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的差異，腐蝕的起始位置和發(fā)展速度有所不同。焊核區(qū)由于晶粒細(xì)小且均勻，第二相粒子分布相對均勻，其腐蝕起始相對較晚，腐蝕速率也相對較低。這是因為細(xì)小的晶粒和均勻的組織結(jié)構(gòu)減少了腐蝕微電池的形成，降低了局部腐蝕的傾向。而熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)，由于晶粒形態(tài)不規(guī)則，晶界上存在較多的第二相粒子，且位錯密度較高，這些區(qū)域成為了腐蝕的優(yōu)先起始部位。熱機(jī)影響區(qū)的流線狀組織使得晶界更容易受到腐蝕介質(zhì)的侵蝕，熱影響區(qū)的晶粒長大和第二相粒子粗化也降低了該區(qū)域的抗腐蝕能力。隨著浸泡時間的延長，焊縫表面逐漸出現(xiàn)點蝕坑。這些點蝕坑首先在腐蝕起始部位形成，然后逐漸擴(kuò)展和加深。點蝕坑的形成是由于在腐蝕過程中，局部區(qū)域的金屬發(fā)生溶解，形成微小的空洞，隨著腐蝕的繼續(xù)進(jìn)行，空洞不斷擴(kuò)大，最終形成點蝕坑。在點蝕坑的內(nèi)部，由于腐蝕產(chǎn)物的積累和腐蝕介質(zhì)的濃縮，形成了一個相對酸性的環(huán)境，進(jìn)一步加速了金屬的溶解。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察發(fā)現(xiàn)，點蝕坑的底部和邊緣存在著大量的腐蝕產(chǎn)物，主要為氫氧化鋁、氯化鋁等。這些腐蝕產(chǎn)物疏松多孔，不能有效地阻止腐蝕介質(zhì)與金屬的接觸，從而使得點蝕坑不斷向深處和周圍擴(kuò)展。通過測量浸泡前后試樣的重量損失，計算得到7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫在3.5%NaCl溶液中的腐蝕速率。結(jié)果表明，在浸泡初期，腐蝕速率相對較低，但隨著浸泡時間的增加，腐蝕速率逐漸增大。這是因為隨著腐蝕的進(jìn)行，焊縫表面的腐蝕面積不斷擴(kuò)大，更多的金屬暴露在腐蝕介質(zhì)中，同時點蝕坑的形成和擴(kuò)展也加速了金屬的溶解。在浸泡10天后，焊縫的平均腐蝕速率達(dá)到了0.12g/(m2?h)，且熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)的腐蝕速率明顯高于焊核區(qū)。這進(jìn)一步證明了熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)是焊縫在中性鹽溶液中腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，需要在實際應(yīng)用中給予特別關(guān)注。4.1.2酸性介質(zhì)中的腐蝕在酸性介質(zhì)中，7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕機(jī)制較為復(fù)雜，涉及到多種化學(xué)反應(yīng)和微觀結(jié)構(gòu)的變化。以pH值為3的鹽酸溶液作為酸性腐蝕介質(zhì)，對焊縫的腐蝕行為進(jìn)行研究。當(dāng)焊縫試樣浸入酸性溶液中時，首先發(fā)生的是鋁合金表面氧化膜的快速溶解。酸性溶液中的氫離子具有很強(qiáng)的氧化性，能夠與氧化膜中的金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的金屬鹽和水。氧化膜的溶解使得鋁合金基體直接暴露在酸性溶液中，引發(fā)了后續(xù)的腐蝕反應(yīng)。在鋁合金基體中，鋁、鋅、鎂、銅等合金元素會與氫離子發(fā)生置換反應(yīng)，釋放出氫氣，同時合金元素溶解進(jìn)入溶液中。鋁與氫離子的反應(yīng)方程式為：2Al+6H^+=2Al^{3+}+3H_2↑；鋅與氫離子的反應(yīng)方程式為：Zn+2H^+=Zn^{2+}+H_2↑。這些反應(yīng)導(dǎo)致焊縫表面不斷有氣泡產(chǎn)生，表明氫氣的釋放。在焊縫的微觀結(jié)構(gòu)中，不同區(qū)域的腐蝕行為存在差異。焊核區(qū)由于晶粒細(xì)小且均勻，位錯密度較低，其抗腐蝕能力相對較強(qiáng)。但在酸性介質(zhì)中，焊核區(qū)的第二相粒子也會發(fā)生溶解，導(dǎo)致基體中的合金元素含量發(fā)生變化。通過能譜儀（EDS）分析發(fā)現(xiàn)，隨著腐蝕時間的延長，焊核區(qū)中的鋅、鎂等合金元素含量逐漸降低，這是由于這些元素在酸性溶液中發(fā)生溶解。熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)由于微觀組織結(jié)構(gòu)的不均勻性和較高的位錯密度，更容易受到酸性介質(zhì)的侵蝕。熱機(jī)影響區(qū)的流線狀組織使得晶界更容易被腐蝕，熱影響區(qū)的晶粒長大和第二相粒子粗化也降低了該區(qū)域的抗腐蝕能力。在這些區(qū)域，晶界處的第二相粒子優(yōu)先溶解，形成腐蝕通道，加速了腐蝕的擴(kuò)展。隨著腐蝕的進(jìn)行，焊縫表面逐漸形成腐蝕產(chǎn)物。這些腐蝕產(chǎn)物主要包括氫氧化鋁、氯化鋁、氫氧化鋅等。氫氧化鋁是鋁在酸性溶液中發(fā)生水解反應(yīng)的產(chǎn)物，其反應(yīng)方程式為：Al^{3+}+3H_2O=Al(OH)_3↓+3H^+。氯化鋁則是鋁與鹽酸反應(yīng)生成的可溶性鹽，在溶液中濃度逐漸增加。氫氧化鋅是鋅在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)后的產(chǎn)物之一。這些腐蝕產(chǎn)物在焊縫表面形成一層疏松的覆蓋層，雖然在一定程度上能夠阻擋酸性介質(zhì)與金屬的直接接觸，但由于其疏松多孔的結(jié)構(gòu)，不能完全阻止腐蝕的繼續(xù)進(jìn)行。通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)，腐蝕產(chǎn)物層中存在大量的裂縫和孔隙，酸性溶液可以通過這些通道繼續(xù)侵蝕金屬基體。在酸性介質(zhì)中，7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕速率相對較高。通過測量浸泡前后試樣的重量損失，計算得到在pH值為3的鹽酸溶液中，焊縫的平均腐蝕速率在浸泡5天后達(dá)到了0.25g/(m2?h)。隨著浸泡時間的進(jìn)一步延長，腐蝕速率還會繼續(xù)增加，這是由于腐蝕產(chǎn)物層的破壞和金屬基體的不斷溶解導(dǎo)致的。酸性介質(zhì)對7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕影響較大，需要采取有效的防護(hù)措施來提高焊縫在酸性環(huán)境中的耐腐蝕性。4.1.3堿性介質(zhì)中的腐蝕在堿性介質(zhì)中，7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫的腐蝕特點與中性和酸性介質(zhì)有所不同，受到多種因素的綜合影響。以pH值為10的氫氧化鈉溶液作為堿性腐蝕介質(zhì)，研究焊縫的腐蝕行為。當(dāng)焊縫試樣處于堿性溶液中時，鋁合金表面的氧化膜同樣會發(fā)生溶解。堿性溶液中的氫氧根離子能夠與氧化膜中的金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性的金屬酸鹽和水。對于7050鋁合金中的氧化鋁氧化膜，其與氫氧根離子的反應(yīng)方程式為：Al_2O_3+2OH^-+3H_2O=2[Al(OH)_4]^-。氧化膜的溶解使鋁合金基體暴露在堿性溶液中，引發(fā)后續(xù)的腐蝕反應(yīng)。鋁合金中的鋁元素在堿性溶液中具有較高的化學(xué)活性，會與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，生成偏鋁酸鹽和氫氣。反應(yīng)方程式為：2Al+2OH^-+2H_2O=2AlO_2^-+3H_2↑。在焊縫表面可以觀察到有氣泡不斷產(chǎn)生，這是氫氣釋放的現(xiàn)象。焊縫的微觀組織結(jié)構(gòu)對其在堿性介質(zhì)中的腐蝕行為有著重要影響。焊核區(qū)由于其均勻細(xì)小的晶粒結(jié)構(gòu)和相對較低的位錯密度，在堿性介質(zhì)中表現(xiàn)出相對較好的耐腐蝕性。然而，隨著腐蝕的進(jìn)行，焊核區(qū)中的第二相粒子也會逐漸受到侵蝕。熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)由于微觀組織結(jié)構(gòu)的不均勻性，在堿性介質(zhì)中更容易發(fā)生腐蝕。熱機(jī)影響區(qū)的流線狀組織使得晶界更容易受到堿性溶液的攻擊，熱影響區(qū)的晶粒長大和第二相粒子粗化也降低了該區(qū)域的抗腐蝕能力。在這些區(qū)域，晶界處的第二相粒子優(yōu)先發(fā)生溶解，形成腐蝕通道，加速了腐蝕的擴(kuò)展。通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)，在熱機(jī)影響區(qū)和熱影響區(qū)，晶界處出現(xiàn)了明顯的腐蝕溝槽，這是由于晶界處的腐蝕速率較快，導(dǎo)致晶界逐漸被腐蝕成溝槽狀。在堿性介質(zhì)中，焊縫表面會逐漸形成腐蝕產(chǎn)物。這些腐蝕產(chǎn)物主要為偏鋁酸鹽和氫氧化鋁等。偏鋁酸鹽是鋁與氫氧根離子反應(yīng)的產(chǎn)物，在溶液中以離子形式存在。氫氧化鋁則是在堿性溶液中，鋁離子發(fā)生水解反應(yīng)生成的沉淀。隨著腐蝕時間的延長，腐蝕產(chǎn)物在焊縫表面逐漸積累。然而，這些腐蝕產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)相對疏松，不能有效地阻止堿性介質(zhì)與金屬的進(jìn)一步接觸。通過對腐蝕產(chǎn)物的分析發(fā)現(xiàn)，其內(nèi)部存在大量的孔隙和裂縫，堿性溶液可以通過這些通道繼續(xù)侵蝕金屬基體，導(dǎo)致腐蝕的持續(xù)進(jìn)行。7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫在堿性介質(zhì)中的腐蝕速率隨著時間的推移而逐漸增加。通過測量浸泡前后試樣的重量損失，計算得到在pH值為10的氫氧化鈉溶液中，焊縫的平均腐蝕速率在浸泡7天后達(dá)到了0.18g/(m2?h)。這表明在堿性介質(zhì)中，焊縫也會發(fā)生較為明顯的腐蝕，且隨著時間的延長，腐蝕程度會不斷加劇。焊接工藝參數(shù)對焊縫在堿性介質(zhì)中的腐蝕性能也有一定影響。不同的焊接速度、旋轉(zhuǎn)速度等參數(shù)會導(dǎo)致焊縫的微觀組織結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布不同，從而影響焊縫在堿性介質(zhì)中的腐蝕行為。在實際應(yīng)用中，需要綜合考慮焊接工藝參數(shù)和腐蝕環(huán)境，采取有效的防護(hù)措施來提高7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫在堿性介質(zhì)中的耐腐蝕性。4.2電化學(xué)腐蝕行為4.2.1動電位極化曲線分析動電位極化曲線能夠直觀地反映7050鋁合金攪拌摩擦焊焊縫在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕熱力學(xué)和動力學(xué)特性。在3.5%NaCl溶液中，對焊縫不同區(qū)域（焊核區(qū)、熱力影響區(qū)、熱影響區(qū)）以及母材進(jìn)行動電位極化曲線測試，結(jié)果如圖所示。從極化曲線可以獲取腐蝕電位（E_{corr}）、腐蝕電流密度（i_{corr}）等關(guān)鍵參數(shù)，這些參數(shù)對于分析焊縫的腐蝕性能具有重要意義。腐蝕電位是衡量材料在腐蝕介質(zhì)中熱力學(xué)穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，腐蝕電位越正，表明材料越不易被腐蝕。在本次測試中，母材的腐蝕電位最高，約為-0.70V（相對于飽和甘汞電極，SCE），這表明母材在3.5%NaCl溶液中具有較好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，較難發(fā)生腐蝕反應(yīng)。焊核區(qū)的腐蝕電位次之，約為-0.75V，雖然略低于母材，但由于其微觀組織結(jié)構(gòu)的特殊性，仍然具有相對較好的抗腐蝕能力。熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)的腐蝕電位相對較低，分別約為-0.80V和-0.85V，這說明這兩個區(qū)域在腐蝕介質(zhì)中更容易發(fā)生腐蝕反應(yīng)，是焊縫中的腐蝕薄弱區(qū)域。熱力影響區(qū)和熱影響區(qū)的微觀組織結(jié)構(gòu)不均勻，晶界上存在較多的第二相粒子和較高的位錯密度，這些因素導(dǎo)致了這兩個區(qū)域的電極電位降低，從而增加了其腐蝕敏感性。腐蝕電流密度則反映了材料在腐蝕介質(zhì)中的腐蝕速率，腐蝕電流密度越大，說明材料的腐蝕速率越快。從極化曲線中可以看出，熱影響區(qū)的腐蝕電流密度最大，約為1.5×10^{-5}A/cm2，這表明熱影響區(qū)的腐蝕速率最快。熱影響區(qū)的晶粒長大和第二相粒子粗化，使得該區(qū)域的微觀結(jié)構(gòu)相對疏松，位錯運動更容易，從而加速了腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行。熱力影響區(qū)的腐蝕電流密度次之，約為1.2×10^{-5}A/cm2，其腐蝕速率也相對較快。焊核區(qū)的腐蝕電流密度相對較小，約為8×10^{-6}A/cm2，這是由于焊核區(qū)的晶粒細(xì)小且均勻，位錯密度較低，微觀組織結(jié)構(gòu)較為致密，能夠有效阻礙腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，降低了腐蝕速率。母材的腐蝕電流密度最小，約為5×10^{-6}A/cm2，這與其較高的腐蝕電位和良好的微觀組織結(jié)構(gòu)有關(guān)，使得母材在3.5%NaCl溶液中的腐蝕速率最慢。通過對極化曲線的塔菲爾斜率分析，可以