铝和铝合金制品通过电化学氧化在其表面形成铝氧化膜,并进行着色,可以大大改善这些制品的耐磨、抗蚀性及抗变色能力。镍板常用于铝合金电化学着色的阳极,一般使用寿命为2年。某铝业公司的200余块镍板,在使用半年后约有1/4发生严重腐蚀,经与供货商协调后进行了更换,但在接下来不到半年时间,又有约1/4腐蚀严重,不得不替换下生产线。
未腐蚀镍板和腐蚀镍板照片
我们从腐蚀形貌、微观显微组织、微区成分分析等方面进行分析,找出镍板发生腐蚀的原因,并对镍板的质量控制提出了建议。部分试验结果及结论如下:
1、腐蚀形貌观察
镍板不同腐蚀区域的SEM图像
(a)表面严重腐蚀区域;(b)表面中等腐蚀区域;
(c)表面轻微腐蚀区域;(d)截面沿晶腐蚀
从截面腐蚀形貌看出,镍板表层晶粒之间相互脱离,甚至出现部分晶粒从表面脱落的现象,有严重的晶间腐蚀倾向;而镍板表面的腐蚀呈现显著的冰糖状,是典型的晶间腐蚀形貌。
2、显微组织观察
未腐蚀镍板和腐蚀镍板的显微组织
相比较未腐蚀镍板,腐蚀镍板样品中含有大量夹杂物,且晶界有连续的黑色夹杂物析出。
3、夹杂物成分分析
腐蚀镍板晶界夹杂物SEM照片和EDX分析
能谱分析显示镍板中的夹杂物主要是碳和硅,晶界处的黑色析出物是碳。
4、小结
(1)镍板的腐蚀主要是晶间腐蚀,晶界的碳析出是晶间腐蚀的主要原因。
(2)建议选用碳夹杂物含量小的镍板,并选择合适的热处理工艺,尽量避免在容易产生晶间腐蚀的温度下处理,从而降低形成晶界腐蚀的倾向。