微量Co元素對Cu28Zn15Ni13Mn合金耐蝕性能的影響研究.pdf

1、本研究主要通過全浸試驗(靜態(tài)腐蝕速率測定、腐蝕形貌觀察)、電化學(xué)試驗(開路電位法、極化曲線法、電化學(xué)阻抗法),結(jié)合金相分析、掃描電鏡及能譜分析、X射線衍射分析等手段,探討微量Co元素對鑄態(tài)及形變時效態(tài)Cu28Zn15Ni13Mn合金在3.5％NaCl溶液及模擬汗液中耐蝕性能的影響,得出以下結(jié)論:
　　(1)靜態(tài)腐蝕速率測定試驗表明:不同Co含量的鑄態(tài)及形變時效態(tài)合金在3.5%NaCl溶液及模擬汗液中的腐蝕速率都隨著浸泡時間的延長而

2、降低。浸泡45天后測得各合金在3.5%NaCl溶液中的耐蝕等級均為六級,屬于尚耐蝕范圍;在模擬汗液中的耐蝕等級均為五級,屬于耐蝕范圍。Co能明顯提高合金的耐蝕性能。添加0.51%Co的鑄態(tài)合金的耐蝕性能最好;形變時效態(tài)合金中以含0.18%Co的合金的耐蝕性能最好。Co含量一定時,形變時效態(tài)合金的腐蝕速率小于鑄態(tài)合金的腐蝕速率。
　　(2)3.5%NaCl溶液的腐蝕形貌觀察試驗結(jié)果顯示:由于鑄態(tài)合金的組織呈粗大的樹枝晶狀,晶界棱角較

3、多,耐蝕性能較差,腐蝕先從晶界處開始。隨著腐蝕浸泡時間的延長,腐蝕由晶界向晶內(nèi)擴(kuò)展。添加Co后合金的樹枝晶被打斷,晶粒變圓整,晶界變平滑,而且Co的電極電位比Zn、Mn的高,添加Co可以提高合金的整體電位,從而改善合金的耐蝕性能。由于形變時效處理過程中第二相析出,而第二相與基體間存在電位差,因此,第二相周圍的腐蝕較嚴(yán)重。添加Co后,第二相與基體間的電位差減小,形變時效態(tài)合金的耐蝕性提高,添加0.18%Co的合金在3.5%NaCl溶液中的

4、腐蝕速率比未添加Co的合金的腐蝕速率降低了7%。Co含量過多時,基體與第二相間的電位差又會增大,且Co含量越多,合金析出的第二相越多,形成的腐蝕原電池數(shù)量增多,合金的耐蝕性有所下降。
　　(3)模擬汗液的腐蝕形貌觀察試驗結(jié)果表明:具有枝晶形貌的鑄態(tài)合金的腐蝕從晶界處開始,且隨著腐蝕時間延長,合金腐蝕程度加劇。含Co合金腐蝕后晶界顏色較淺,而未添加Co的合金腐蝕后晶界顏色深。形變時效態(tài)合金腐蝕后的試樣呈現(xiàn)纖維狀組織,說明腐蝕仍然是從

5、晶界開始的,同時第二相的周圍腐蝕顏色較深。未添加Co的形變時效態(tài)合金的腐蝕顏色深,而含Co形變時效態(tài)合金的腐蝕顏色淺。
　　(4)在3.5%NaCl溶液及模擬汗液中進(jìn)行的電化學(xué)試驗結(jié)果與浸泡試驗結(jié)果一致,進(jìn)一步證明了Co含量對合金的耐蝕性能的影響變化規(guī)律。以添加0.51%Co的鑄態(tài)合金的耐蝕性最好,形變時效態(tài)合金以含0.18%Co的合金的耐蝕性最好。當(dāng)Co含量一定時,由于合金經(jīng)過形變加工及熱處理,改善甚至消除了鑄造組織中的疏松、氣