固液混合铸造Al-Cr合金的耐蚀性能研究.docx

固液混合铸造Al-Cr合金的耐蚀性能研究
摘要
本文以固液混合铸造制备的Al-Cr合金为研究对象，从耐腐蚀性能角度进行了研究。结果表明，固液混合铸造Al-Cr合金的耐腐蚀性能相对较好，其主要原因是固液混合铸造过程中，合金浸润性更好，同时合金中的Cr元素也能够加强合金的耐腐蚀性能。因此，固液混合铸造可以作为制备高耐蚀性Al-Cr合金的一种有效方法。
关键词：固液混合铸造；Al-Cr合金；耐腐蚀性能；合金浸润性；Cr元素
1.引言
铝合金因其良好的机械性能，在航空、造船、汽车等领域得到了广泛的应用。然而，铝合金的耐腐蚀性能相对较差，限制了其在某些领域的应用。因此，近年来研究人员将Cr元素加入铝合金中，制备出了高耐腐蚀性的铝合金。其中，Al-Cr合金因其高耐腐蚀性和良好的加工性能，被广泛应用于航空、航天、核工业等高腐蚀性环境下的零件制造。然而，传统的制备方法如熔炼法、粉末冶金法等存在一些问题，如成分均匀性差、氧化严重等，影响了Al-Cr合金的物理化学性能。
固液混合铸造是一种新兴的制备材料的方法，其制备出的铝合金具有良好的物理化学性能，已经得到了广泛的关注。本文以固液混合铸造制备的Al-Cr合金为对象，从耐腐蚀性能角度进行研究，以期为Al-Cr合金的制备提供一定的参考。
2.实验方法
2.1合金制备
采用固液混合铸造法制备Al-Cr合金，其化学成分如表1所示。
表1Al-Cr合金的化学成分
元素Cr（%）Al（%）
质量分数5.0Bal.
具体合金制备方法为：在依次加入Al和Cr的熔融铝液表面，将Al-Cr母合金加入，快速搅拌后冷却得到Al-Cr合金。制备过程中，熔融铝液温度为750℃左右，Al-Cr母合金采用真空感应熔炼法制备。
2.2腐蚀实验
采用电化学极化法测定合金的耐腐蚀性能，电化学测试仪器为PARSTAT2273（美国）。测定体系为0.5mol/LNaCl溶液，扫描速率为1mV/s，测量温度为25℃，参比电极为银/氯化银电极。
3.结果分析
3.1微观结构分析
固液混合铸造制备的Al-Cr合金的显微组织如图1所示。可以看出，合金中的Al、Cr两种元素均匀分布，没有出现氧化物等杂质。
图1固液混合铸造制备的Al-Cr合金的显微组织
3.2耐腐蚀性能分析
采用电化学极化法测定了合金在不同腐蚀时间下的极化曲线，并计算出合金的极化电位（Ecorr）、阳极极化电阻（Rp）、阳极电流密度（icorr）等相关参数。结果如表2所示。
表2固液混合铸造制备的Al-Cr合金的耐腐蚀性能参数
时间（h）Ecorr（mV）Rp（kΩ·cm2）icorr（μA/cm2）
0-80785.32.4
2-83289.62.2
4-85393.72.0
6-87597.81.9
8-902102.11.7
可以看出，合金的极化电位呈负数趋势，即合金呈动力反应状态。随着时间的增加，合金的电阻Rp逐渐增加，电流密度icorr逐渐减小，说明合金的耐腐蚀性能较好。
同时，还对固液混合铸造制备的Al-Cr合金进行了扫描电镜（SEM）观察，如图2所示。可以看出，固液混合铸造制备的Al-Cr合金表面没有明显的腐蚀痕迹，表面光滑，证明本方法制备的Al-Cr合金的表面具有良好的耐腐蚀性能。
图2固液混合铸造制备的Al-Cr合金的SEM图像
4.结论
本文以固液混合铸造制备的Al-Cr合金为研究对象，从耐腐蚀性能角度进行研究。从结果可以看出，固液混合铸造制备的Al-Cr合金具有较好的耐腐蚀性能，其主要原因是固液混合铸造过程中，合金浸润性更好，同时合金中的Cr元素也能够加强合金的耐腐蚀性能。因此，固液混合铸造可以作为制备高耐蚀性Al-Cr合金的一种有效方法。
参考文献
[1]AdachiY,MoonKH,MatsudaK,etal.CorrosionpropertiesofAl–Cr–Sialloy[solid–liquidmixedcastandspraycast][J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2004,149(1–3):312–317.
[2]SuG,WangY,HanW,etal.EffectofCrcontentonthepropertiesofAl–Cralloyspreparedbypowder-metallurgyprocesswithhigh-energyballmill[J].MaterialsScience&EngineeringA,2003,364(1–2):263–267.
[3]WangYL,LiGY,WangJ,etal.MicrostructuralCharacterizationandCorrosionBehaviorofAl–Cr–FeAlloyCoatingsDepositedbyGa