工程科学学报.第41卷，第11期：1444-1449.2019年11月 Chinese Journal of Engineering,Vol.41,No.11:1444-1449,November 2019 D0L:10.13374/.issn2095-9389.2018.11.30.004,http://journals.ustb.edu.cn 时效对A1-2Li二元合金钝化膜耐蚀性及结构的影响 王赫男区，邓佳诚，邵冰冰，刘红 沈阳航空航天大学材料科学与工程学院，沈阳110136 ☒通信作者，E-mail:15042098@qq.com 摘要A-Li合金具有低密度、高强韧性和低的腐蚀疲劳扩展速率的优点，在航空领域有着广泛应用.ALi(δ)相是A-Li 合金中主要强化相之一，因含有活性元素L对该合金的腐蚀行为产生显著影响.为明确8相在A-L合金电化学腐蚀中的 作用，真空熔炼制备A-2L二元合金，固溶后进行180℃等温时效，用X射线衍射(XRD)检测合金的相组成.在质量分数为 3.5%的NaCI水溶液中，用动电位极化的方法测量了该合金的极化曲线.-0.85 V ys SCE钝化电位下形成钝化膜后，用电化学 阻抗(EIS)检验钝化膜的耐蚀性；用恒电位阳极极化和Mott-Schottky(M-S)曲线对该合金钝化膜的结构进行分析.结果表 明，A-2Li合金的自腐蚀电位随时效时间增加先正移后负移：固溶和时效合金钝化膜的EIS都由两个容抗弧组成，时效未改 变钝化膜的腐蚀机制：钝化膜耐蚀性由高到低的顺序为：时效20h>固溶>时效40>时效1h,且耐蚀性与其致密性及膜内的 载流子密度有关 关键词A-2Li二元合金：时效：钝化膜：耐蚀性：结构 分类号TG174.3 Influence of aging on corrosion resistance and structure of the passive film formed on Al-2Li binary alloys WANG He-nan,DENG Jia-cheng,SHAO Bing-bing,LIU Hong School of Materials Science and Engineering,Shenyang Aerospace University,Shenyang 110316,China Corresponding author,E-mail:15042098@qq.com ABSTRACT Al-Li alloys have the advantage of low density,high strength and toughness,and low corrosion fatigue rate.This combination of properties has led to their use in aerospace.Al Li(8')phase is one of main strengthening phases of Al-Li alloys.The higher chemical reactivity of Li clearly influences its corrosion behavior.In order to explain the effect of 8'phase in the Al-Li alloy electrochemical corrosion process,an Al-2Li binary alloy was prepared by vacuum melting.Aging treatment of Al-2Li alloy at 180 C followed by solution treatment were carried out.A potentiodynamic polarization plot of the alloy was tested in a 3.5%(mass fraction) NaCl solution.Phase composition of all samples was determined by X-ray diffraction (XRD).Passive film was formed on this alloy at a passivation potential of-0.85 Vvs SCE.Corrosion resistance of the passive film on the surface of the Al-2Li binary alloy was tested by electrochemical impedance spectroscopy (EIS).Structure of the passive film was analyzed by potentiostatic polarization and the Mott-Schottky (M-S)approach.Results show that the corrosion potentials of Al-2Li alloy initially move toward the positive,then toward negative,along with increasing aging time.EIS spectra of the passive films on the solution treatment and aging have two capacitive impedance arcs;the corrosion mechanism is not changed by the aging treatment.Corrosion resistance of the passive film is,in order from high to low,aged 20 h>solution treatment aged 40 h>aged 1 h,and is related to the compactness and acceptor concentration of the passive film. 收稿日期：2018-11-30 基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目(51301113)：辽宁省自然科学基金资助项目(20170540687)时效对 Al−2Li 二元合金钝化膜耐蚀性及结构的影响 王赫男苣，邓佳诚，邵冰冰，刘    红 沈阳航空航天大学材料科学与工程学院，沈阳 110136 苣通信作者，E-mail：15042098@qq.com 摘    要    Al−Li 合金具有低密度、高强韧性和低的腐蚀疲劳扩展速率的优点，在航空领域有着广泛应用. Al3Li（δ′）相是 Al−Li 合金中主要强化相之一，因含有活性元素 Li 对该合金的腐蚀行为产生显著影响. 为明确 δ′相在 Al−Li 合金电化学腐蚀中的 作用，真空熔炼制备 Al−2Li 二元合金，固溶后进行 180 ℃ 等温时效，用 X 射线衍射（XRD）检测合金的相组成. 在质量分数为 3.5% 的 NaCl 水溶液中，用动电位极化的方法测量了该合金的极化曲线. −0.85 V vs SCE 钝化电位下形成钝化膜后，用电化学 阻抗（EIS）检验钝化膜的耐蚀性；用恒电位阳极极化和 Mott−Schottky（M−S）曲线对该合金钝化膜的结构进行分析. 结果表 明，Al−2Li 合金的自腐蚀电位随时效时间增加先正移后负移；固溶和时效合金钝化膜的 EIS 都由两个容抗弧组成，时效未改 变钝化膜的腐蚀机制；钝化膜耐蚀性由高到低的顺序为：时效 20 h>固溶>时效 40 h>时效 1 h，且耐蚀性与其致密性及膜内的 载流子密度有关. 关键词    Al−2Li 二元合金；时效；钝化膜；耐蚀性；结构 分类号    TG174.3 Influence of aging on corrosion resistance and structure of the passive film formed on Al−2Li binary alloys WANG He-nan苣 ，DENG Jia-cheng，SHAO Bing-bing，LIU Hong School of Materials Science and Engineering, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110316, China 苣 Corresponding author, E-mail: 15042098@qq.com ABSTRACT    Al−Li  alloys  have  the  advantage  of  low  density,  high  strength  and  toughness,  and  low  corrosion  fatigue  rate.  This combination of properties has led to their use in aerospace. Al3Li（δ′）phase is one of main strengthening phases of Al−Li alloys. The higher chemical reactivity of Li clearly influences its corrosion behavior. In order to explain the effect of δ′ phase in the Al−Li alloy electrochemical corrosion process, an Al−2Li binary alloy was prepared by vacuum melting. Aging treatment of Al−2Li alloy at 180 ℃ followed by solution treatment were carried out. A potentiodynamic polarization plot of the alloy was tested in a 3.5% (mass fraction) NaCl solution. Phase composition of all samples was determined by X-ray diffraction (XRD). Passive film was formed on this alloy at a passivation potential of −0.85 V vs SCE. Corrosion resistance of the passive film on the surface of the Al−2Li binary alloy was tested by electrochemical  impedance  spectroscopy  (EIS).  Structure  of  the  passive  film  was  analyzed  by  potentiostatic  polarization  and  the Mott−Schottky  (M−S)  approach.  Results  show  that  the  corrosion  potentials  of  Al−2Li  alloy  initially  move  toward  the  positive,  then toward  negative,  along  with  increasing  aging  time.  EIS  spectra  of  the  passive  films  on  the  solution  treatment  and  aging  have  two capacitive impedance arcs; the corrosion mechanism is not changed by the aging treatment. Corrosion resistance of the passive film is, in order  from  high  to  low,  aged  20  h  >  solution  treatment  >  aged  40  h  >  aged  1  h,  and  is  related  to  the  compactness  and  acceptor concentration of the passive film. 收稿日期: 2018−11−30 基金项目: 国家自然科学基金青年基金资助项目（51301113）；辽宁省自然科学基金资助项目（20170540687） 工程科学学报，第 41 卷，第 11 期：1444−1449，2019 年 11 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 41, No. 11: 1444−1449, November 2019 DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2018.11.30.004; http://journals.ustb.edu.cn