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user: 3. 结果与讨论 3.1. 在富氧溶液中合金微观形貌的变化 图1为不同Fe含量的Al-0.7Mg-0.6Si合金在富氧腐蚀溶液中进行恒载荷腐蚀实验10天时试样表面的腐蚀形貌。由图1可以看出，在富氧溶液中，腐蚀会优先在合金晶界处腐蚀，从图中可明显观察到腐蚀出的晶界。晶界的腐蚀会降低合金晶粒间的结合力，随着腐蚀时间的增长还会使得晶粒变得容易脱落，从而使得在局部区域材料脆性增大，使得合金整体塑性下降。从图中可观察到随着合金内Fe元素含量的提高，实验合金试样表面腐蚀出的晶界数量逐渐增多。将SEM图片放大至500倍后观察，可在合金晶界上、晶粒内以及大的腐蚀坑中观察到大量因第二相产生的细小的腐蚀坑，对其进行EDS能谱分析后得到表2。由表2可知，腐蚀坑中残留第二相为AlFeSi相。在富氧溶液中合金沿晶界的腐蚀会对合金的强度产生小幅的影响，并会明显降低材料塑性，其中，合金试样表面腐蚀随着合金内Fe含量的提高而变得更严重，合金应力腐蚀性能变差。 图2为通过金相显微镜所观察到的在富氧溶液中实验合金进行恒载荷腐蚀实验10天时的恒载荷腐蚀深度情况。 由图2可知，Fe含量0.1 wt.%的合金试样(图2(a))最大腐蚀深度为35.5 μm，Fe含量0.2 wt.%的合金试样(图2(b))最大腐蚀深度为51.8 μm，Fe含量0.4wt.%的合金试样(图2(c))最大腐蚀深度为87.5 μm。随着Fe元素含量的提高，合金的最大应力腐蚀深度逐渐变深。 图1. 10天150 MPa条件下在富氧溶液下Al-0.7Mg-0.6Si合金的表面腐蚀坑形貌：(a) (b) 0.1 wt.%Fe (c) (d) 0.2 wt.%Fe (e) (f) 0.4 wt.%Fe Table 2 EDS analysis results of Second phase in Figure 4 ~5(b)， (d)， (f Position Mass fraction/% Matrix Mg Al Si Fe A -- 65.06 11.34 23.60 Correction B -- 68.02 14.18 17.90 Correction C 0.34 66.86 12.07 20.73 Correction 表2. 图4~5(b)、(d)、(f)腐蚀坑内残留第二相EDS分析结果 图2. 10天150 MPa条件下在富氧溶液下Al-0.7Mg-0.6Si合金的腐蚀深度：(a) 0.1 wt.%Fe (b) 0.2 wt.%Fe (c) 0.4 wt.%Fe 3.2. 在富氧溶液中合金性能的变化 表3为不同Fe含量的Al-0.7Mg-0.6Si合金在富氧溶液(57 g NaCl + 10 ml H 2 O 2 /L的腐蚀溶液)中进行恒载荷腐蚀实验后试样的剩余强度情况。将表3中的合金剩余强度数据进行整理得到图3所示的合金恒载荷腐蚀剩余强度的变化图。由表3与图3(a)可以看出，实验合金试样在加载载荷为150 MPa时，材料经过恒载荷腐蚀实验后，其抗拉强度随实验时间的增加均出现小幅的下降，即合金材料发生了轻微的应力腐蚀。其中，抗拉强度损失最大的为Fe含量0.4 wt.%的合金加载10天的试样，抗拉强度损失为10.57 MPa，相当于初始抗拉强度的3.6%。由表3可以看出，随着Fe元素含量的提高，合金的剩余强度损失程度有所提升。故在富氧溶液中，合金发生较轻的应力腐蚀，且随着合金内Fe元素含量的提升，合金的应力腐蚀性能下降。由表3与图3(c)可知，进行应力腐蚀的试样相较于仅进行化学腐蚀腐蚀(未加应力)的试样强度损失更大，相差在1.5%~2.3%之间。仅进行腐蚀的试样抗拉强度损失很小，在1.1%~1.4%之间。实验合金在富氧溶液中的化学腐蚀性能优异。 表4为实验合金在富氧溶液中进行恒载荷腐蚀实验后试样的断后伸长率情况表。试样加载时长与加载载荷信息见表4中。图4为根据表4中合金断后伸长率情况所绘制出的反映合金断后伸长率情况的变化图。由表4与图4(a)可以看出，实验合金试样在经过恒载荷腐蚀实验后，材料断后伸长率有明显的下降。 实验5天时，Fe含量0.1 wt.%、0.2 wt.%、0.4 wt.%合金断后伸长率分别为13.3%、10.4%与7.5%，相比未实验试样断后伸长率分别下降了12.4%、16.0%与20.8%；实验10天时，Fe含量0.1 wt.%、0.2 wt.%、0.4 wt.%合金断后伸长率分别为12.7%、9.8%与6.8%，相比未实验试样断后伸长率分别下降了16.1%、21.5%与28.5%。合金在富氧溶液中进行应力腐蚀后，材料强度仅发生小幅下降，但材料塑性发生明显的下降，其中随着合金内Fe元素含量的提高，合金试样的断后伸长率损失变大，故合金的塑性也发生下降。由表4与图4(b)可知，未加载应力仅进行化学腐蚀的试样断后伸长率相对于未实验试样断后伸长率下降了3.4%~5.4%，其中Fe含量0.4 wt.%的合金下降最多。故化学腐蚀实验试样塑性仅发生小幅下降，且明显优于应力腐蚀实验试样。 Table 3 Constant load corrosion’s residual strength of Al-0.7Mg-0.6Si alloys in Oxygen enriched solutio Fe元素含量(wt.%) 加载时长/d 加载载荷/MPa 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 抗拉强度损失/% 0.1 0 0 257.4 194.9 -- 10 0 254.4 193.1 1.2 5 150 251.9 191.8 2.1 10 150 250.4 191.3 2.7 0.2 0 0 276.9 228.4 -- 10 0 273.3 227.9 1.3 5 150 269.9 226.0 2.5 10 150 268.3 225.3 3.1 0.4 0 0 292.0 263.5 -- 10 0 288.0 262.5 1.4 5 150 283.3 260.6 3.0 10 150 281.4 259.7 3.6 表3. 富氧溶液下Al-0.7Mg-0.6Si合金恒载荷腐蚀剩余强度 图3. 富氧溶液下Al-0.7Mg-0.6Si合金恒载荷腐蚀剩余强度：(a) 抗拉强度随时间的变化；(b) 屈服强度随时间的变化；(c) 10天时的抗拉强度；(d) 10天时的屈服强度 Table 4 Constant load corrosion’s elongation of Al-0.7Mg-0.6Si alloys in Oxygen enriched solutio Fe元素含量(wt.%) 加载时长/d 加载载荷/MPa 断后伸长率/% 断后伸长率损失百分比/% 0.1 0 0 15.2 -- 10 0 14.6 3.4 5 150 13.3 12.4 10 150 12.7 16.1 0.2 0 0 12.4 -- 10 0 11.9 4.3 5 150 10.4 16.0 10 150 9.8 21.5 0.4 0 0 9.5 -- 10 0 9.0 5.4 5 150 7.5 20.8 10 150 6.8 28.5 表4. 富氧溶液下Al-0.7Mg-0.6Si合金恒载荷腐蚀断后伸长率 3.3. 在富氧环境下的电化学腐蚀性能 图5为不同Fe含量的Al-0.7Mg-0.6Si合金在富氧腐蚀溶液中进行电化学极化实验后得到的电化学极化曲线图。对实验合金的腐蚀速率进行计算，得到表5中的结果。 通过对比表5可知，在富氧溶液中，Fe含量0.1 wt.%、0.2 wt.%、0.4 wt.%合金试样的腐蚀速率分别为：3.11 × 10 −4 mm∙A −1 、3.68 × 10 −4 mm∙A −1 和4.24 × 10 −4 mm∙A −1 。可见，在富氧腐蚀溶液中，随着合金内Fe含量的提高，合金的腐蚀速率逐渐提高，其电化学腐蚀性能变差。 图4. 富氧溶液下Al-0.7Mg-0.6Si合金恒载荷腐蚀断后伸长率：(a) 断后伸长率随时间的变化；(b) 10天时的断后伸长率 图5. 富氧溶液下Al-0.7Mg-0.6Si合金的电化学极化曲线 Table 5 Corrosion parameters of polarization curves of Al-0.7Mg-0.6Si alloys in different solution Fe元素含量(wt.%) 自腐蚀电位E corr /V 自腐蚀电流密度J coor /(A∙cm − 2 ) 腐蚀速率V coor /(mm∙A − 1 ) 0.1 −0.675 2.96 × 10 −8 3.11 × 10 −4 0.2 −0.679 3.41 × 10 −8 3.68× 10 −4 0.4 −0.684 3.90 × 10 −8 4.24 × 10 −4 表5. 不同腐蚀溶液中Al-0.7Mg-0.6Si合金电化学极化数据