混合稀土對ZM5鎂合金耐腐蝕性能的影響.pdf

1、鎂合金被譽為“21世紀(jì)綠色工程材料”。加強鎂及鎂合金的耐蝕性研究，積極探索增強鎂及鎂合金耐蝕性的途徑，對于推動鎂合金作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用并充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢具有重要意義。
　　 本文建立在混合稀土對ZM5抗氧化性能的影響基礎(chǔ)上，繼續(xù)研究混合稀土對其耐腐蝕性能的影響，即通過合金化的方法來提升ZM5鎂合金的耐蝕性能。由于合金化的工藝條件簡單易行，所以通過添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪貋硖岣哝V合金的耐蝕性能成為開發(fā)新型耐蝕鎂合金的理想途徑。本文研究

2、了添加不同含量的混合稀土元素對ZM5鎂合金顯微組織的影響，分析了ZM5-xRE鎂合金在3.5％的NaCl溶液中的腐蝕行為，并對腐蝕機理進(jìn)行了探討。
　　 采用金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)和X射線衍射儀(XRD)測試手段觀察分析了混合稀土元素對合金組織及相組成的影響。結(jié)果表明：適量混合稀土的加入能細(xì)化合金鑄態(tài)組織，使不連續(xù)分布的網(wǎng)狀β-Mg17Al12相逐漸變得斷續(xù)、彌散、均勻分布。并在晶界上出現(xiàn)Al3Ce相與A

3、l11La3相。當(dāng)合金中的混合稀土的含量為0.1％時，細(xì)化效果最好。經(jīng)405℃固溶處理12小時后，β-Mg17Al12相完全融入α-Mg基體中，再經(jīng)200℃時效處理8小時后，β-Mg17Al12相又從α-Mg基體中析出。
　　 采用浸泡腐蝕失重法及極化曲線測試、掃描電鏡(SEM)、能譜(EDS)和X射線衍射儀(XRD)測試手段研究了ZM5-xRE鎂合金在3.5％的NaCl溶液中的腐蝕行為。結(jié)果表明：適量混合稀土的加入提升了合金的

4、耐腐蝕性能，使合金的腐蝕速率明顯降低，腐蝕電流明顯減小。合金鑄態(tài)下的耐腐蝕性能要好于T6狀態(tài)，固溶處理后的合金的耐腐蝕性能最差。無論合金處在哪個狀態(tài)，當(dāng)合金中的混合稀土的含量為0.1％時，其耐腐蝕性能在同類同狀態(tài)下的合金中最好。
　　 對合金的顯微組織和腐蝕性能的關(guān)系進(jìn)行了探討，結(jié)果表明：晶粒尺寸越小，Al元素的偏析程度越低，合金的耐腐蝕性能就越好；β-Mg17Al12相分布越均勻彌散，其電偶陰極作用就會越低，合金的耐腐蝕性能就

5、越好；過量的混合稀土的加入反而會使ZM5合金的耐腐蝕性能下降。
　　 對腐蝕產(chǎn)物膜的研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕產(chǎn)物膜的作用是建立在合金的基礎(chǔ)上的，鑄態(tài)下形成的腐蝕產(chǎn)物膜對腐蝕的抑制作用要好于固溶態(tài)和時效態(tài)。其中固溶態(tài)最差；腐蝕產(chǎn)物膜一旦遭到破壞，腐蝕就會深入發(fā)展，引起腐蝕速率上升。對腐蝕產(chǎn)物的XRD分析表明，鑄態(tài)下的腐蝕產(chǎn)物由Mg(OH)2、Mg2(OH)3Cl·2H2O及Mg3(OH)5Cl·4H2O組成，熱處理狀態(tài)下的腐蝕產(chǎn)物由Mg(O