。時效過后的相組成大致由Cu/Mg含量比值決定（Cu與Mg的質量分數比值表示為Cu/Mg）：當Cu/Mg＞8時，合金的主要強化相為θ′相；當4＜Cu/Mg＜8時，合金的主要強化相為θ′相和S相；當1.5＜Cu/Mg＜4時，合金的主要強化相為S相。2024鋁合金的主要添加元素為Cu、Mg。合金中Cu是形成主要強化相θ′相(AlCuMg)的主要元素之一，可以增加鋁合金的強度、硬度和耐熱性能。而Mg的存在不僅會對晶粒尺寸大小有影響，還會影響鋁合金的屈服強度和拉伸性能。資料顯示Cu和Mg對于鋁合金的性能的貢獻表現出一定的協同作用。九游官方入口目前，關于Cu/Mg的研究主要集中在力學性能方面。但關于Cu/Mg對合金耐蝕性影響的報道相對較少。晶間腐蝕作為一種典型的局部腐蝕，主要發生在晶界處。崔繼紅等發現鋁合金的晶間腐蝕是由局部點蝕引起的，特別是合金中S相的溶解在整個過程中起到至關重要的作用。九游官方入口化學銑切（簡稱化銑）是利用試劑對合金表面進行溶解，提高表面平整度的重要方法。這種表面處理方法不需要刀具，不會存在機加工產生的應力。因此，這種加工方式常用于結構復雜的零部件。特別是針對超大、超薄、易變形的蒙皮加工具有很大的優勢

　　本文在保證合金強度的基礎上，研究Cu/Mg對合金晶間腐蝕，以及化銑表面粗糙度的影響。

　　試驗材料由實驗室熔鑄制備。使用的原材料為純Al、純Mg、純Zn和Al-50Cu、Al-10Mn、Al-4Ti等中間合金。熔煉在井式電阻爐中進行，在760 ℃熔化后降溫至720～730 ℃進行澆鑄，合金成分見表1。鑄錠尺寸為35 mm×80 mm×270 mm，鑄錠經過498 ℃×18 h均勻化處理后，軋制成2 mm厚的板材，板材經498 ℃×1 h固溶處理后進行人工時效。

　　沿軋向取化銑試樣，尺寸為30 mm×25 mm×2 mm。用質量分數為40% 的NaOH水溶液對試樣進行預處理，然后水洗晾干。采用HH968-2可剝涂料作為保護涂層，待固化后用刻刀剝出待化銑表面。將化銑試樣放入80 ℃的化銑液[2]中，化銑后取出干燥。采用JB-4C表面粗糙度儀對試樣的表面粗糙度進行測量。

　　在NaCl水溶液中，2024鋁合金的氧化膜成分相對比較復雜，其氧化膜的形成與溶解是一個動態的過程[7]，反應式為：

　　從上述反應式中可以看出，2024鋁合金的表層以Al的水合氧化物作為保護合金基體的主要物質。在整個腐蝕滲透過程中，Cl?會在電場作用下吸附在水合氧化物的表面，置換界面中的OH?，然后與其中的陽離子(Al3+)結合形成可溶于水的氯化物(AlCl3)，破壞合金氧化層，加快局部腐蝕的發生[8]。圖1為在3.5% NaCl水溶液中浸泡3 h后的合金表面。對比合金的EDS結果可以看出，隨著表面氧化層的破壞，合金首先發生溶解的位置為S相，隨后沿周邊晶界擴展造成晶間腐蝕，對合金造成更加嚴重的破壞[9]。

　　晶間腐蝕作為一種局部腐蝕，主要發生在晶界及其周邊區域。對于鋁合金而言，作為第二相的金屬間化合物在熱處理過程中會在晶界處發生選擇性沉淀。這些中間相與鋁基體之間存在電勢差，從而引起腐蝕反應發生[10]。這種晶界處的腐蝕行為雖然不會引起金屬整體的大量損失，但這種局部腐蝕發生的區域更容易形成裂紋，導致合金力學性能下降[11]。圖2顯示了在光學顯微鏡下三種合金在腐蝕液中腐蝕后的截面情況，表2為最大晶間腐蝕深度結果。當Cu/Mg=2.19時，合金3的最大晶間腐蝕深度為182 μm，抗晶間腐蝕性能最差。當Cu/Mg=3.39時，合金1最大晶間腐蝕深度為152 μm，晶間腐蝕的敏感性相對較低。當Cu/Mg=2.38時，合金2最大晶間腐蝕深度為134 μm，此時合金的耐蝕性最好。

　　圖3顯示了不同Cu/Mg的極化曲線，由極化曲線得到的電化學腐蝕參數見表3。一般來說，自腐蝕電勢取決于材料的屬性，是材料本身各種氧化還原反應綜合表現后的穩定值[12]。而腐蝕電流密度反映出材料在發生腐蝕反應后腐蝕過程的快慢。特別是2024鋁合金這樣無明顯鈍化狀態的材料首要考慮的就是腐蝕電流密度。從表3中可以看出Cu/Mg不同對其中的電化學腐蝕參數有著很大的影響。根據Tafel外推法測量了腐蝕電勢，陰極和陽極的Tafel斜率以及腐蝕電流密度。并根據公式計算出腐蝕速率[13]。

　　ni為第i種元素在腐蝕反應過程中的價態(有效價態)；fi為第i種元素的質量分數；Wi為第i種元素的相對分子質量。通常腐蝕電流密度越低，腐蝕電勢越高的材料耐蝕性越好。合金1具有更負的腐蝕電勢。這表明合金1在電化學反應中具有較低的腐蝕反應臨界值，易發生腐蝕反應。對比表4發現，合金1具有更小的腐蝕電流密度，說明合金1在腐蝕過程中具有較低的腐蝕速率。較低的電流密度使得合金1具有較好的耐蝕性。當Cu/Mg=2.19時，合金具有更正的腐蝕電勢。盡管合金1的電化學反應的熱力學趨勢高于合金3，但合金3具有更高的腐蝕電流密度，在達到臨界值后能快速反應，腐蝕敏感性較高。表 4(Table 4)

　　EIS fitting parameters of the three alloys

　　EIS fitting parameters of the three alloys

　　EIS廣泛用于腐蝕領域。EIS作為一種研究腐蝕性環境中金屬表面狀況的有效方法，在電化學測量方面可用于表征發生在電極/電解質界面處的反應過程。

　　中可以看出，三種Cu/Mg合金在3.5%NaCl水溶液中具有不同的表面特性。對鋁合金而言，其基體表面有一層致密的氧化膜，所以在Bode圖的高頻區存在一個時間常數。而低頻區的時間常數通常受局部點蝕的影響

　　?2?s?n。此外，合金3擁有更小的電荷轉移電阻13 496 Ω/cm2。與合金3相比，合金2具有較小的Yo-2和較大的電荷轉移電阻。較大的電荷轉移電阻表明金屬表面存在更加穩定的氧化膜阻礙了Cl?以及腐蝕產物對合金基體的滲透。在Nyquist圖中表現為，在低頻區電荷轉移部分與實軸夾角更加接近45°。而Yo-1值與合金氧化膜的水化作用相關。與理想電容相比，合金表面的狀態比較復雜(不均勻的電流分布，表面粗糙度的變化，漏電電容的存在)。利用公式計算出材料的線]：$\qquad C={Y}_{o}({\omega }^{*}{)}^{n} $(2)式中：C

　　*為特征頻率。對每個試樣的線）進行計算，結果如圖5所示。當Cu/Mg=3.49時，合金的線。當Cu/Mg=2.19時線鋁合金而言，這種現象的出現說明在3.5%NaCl水溶液中，當Cu/Mg=2.19時，合金表面可能更易發生脫合金現象[16]，使得合金表面結構更加復雜，使真實電容升高。對于鋁合金而言，氧化膜的穩定性和厚度通常直接關系到合金的耐蝕性。利用下式對氧化膜的厚度h進行估算

　　Capacitance and oxide film thickness of the three alloys

　　$\qquad h = \frac{{{\varepsilon _0}\varepsilon }}{C} $

　　中可以看出，當Cu/Mg=3.49時，合金氧化膜厚度最大為7.25 nm，當Cu/Mg=2.38時，合金氧化膜厚度為5.56 nm；當Cu/Mg=2.19時，合金氧化膜厚度最低為4.42 nm。由于缺乏足夠厚的氧化膜對合金基體進行保護，腐蝕性介質更容易穿過氧化膜對合金基體造成破壞，使合金的耐蝕性大大降低。

　　化學銑切作為一種特殊的表面腐蝕加工手段，常用作蒙皮材料的加工。2024鋁合金作為蒙皮材料，其表面不允許出現較大的加工痕跡。這種條件通常選擇表面粗糙度與輪廓最大高度對表面粗糙度進行綜合評判，其結果見

　　表5中可以看出，合金2的表面粗糙度最低，為0.75 μm，而合金3和合金1的表面粗糙度分別為1.22 μm和1.33 μm。對比三種合金輪廓的峰值和谷值，合金1具有更大的表面輪廓差值，合金2和合金3相對差值較小。要想獲得更加平整的表面，需要合金在化銑溶液中能夠均勻腐蝕。從圖6中可以看出，在化銑后的樣品表面出現了大量的腐蝕坑，而且發生了腐蝕坑的聚集。對其進行EDS分析，發現在腐蝕坑當中的粒子主要是殘余的S相。據研究表明，在化銑過程中雖然主要參加反應的是鋁基體，但合金中析出相會與鋁基體產生局部的電化學反應，使得化銑結果更加不可控[18]。化銑過程中，S相優先發生選擇性溶解，使合金中的Cu富集。Cu的加入會使周邊鋁基體優先溶解，隨著反應的進行，這些第二相粒子發生脫落導致表面產生深淺不一的腐蝕坑，對合金表面粗糙度造成嚴重的影響。