LA51和LA141鎂鋰合金的腐蝕與防護(hù)研究.pdf

1、Mg-Li合金作為工程材料，因其具有高比強(qiáng)度、高彈性模量、良好的阻尼性能和易于機(jī)械加工等特點(diǎn)，在交通運(yùn)輸和電子產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，因?yàn)長(zhǎng)i元素的化學(xué)性質(zhì)比Mg元素更活潑，故Mg-Li合金的耐蝕性差，這嚴(yán)重制約了Mg-Li合金在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。因此，通過有效途徑來(lái)提高M(jìn)g-Li合金的耐蝕性具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文采用顯微組織表征、電化學(xué)測(cè)試及浸泡實(shí)驗(yàn)等方法，從軋制壓下量、合金化、緩蝕劑和B4C膜等四種不同途徑，對(duì)

2、Mg-Li合金在氯化鈉(NaCl)溶液中的腐蝕和防護(hù)進(jìn)行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)兩種具有典型組織的Mg-Li合金（即：LA51和LA141）分別進(jìn)行顯微組織和耐蝕性等方面的對(duì)比研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LA51鑄態(tài)合金由α-Mg相組成；LA141鑄態(tài)合金由β-Li相和MgLiAl2相共同組成。在經(jīng)過擠壓變形之后，這兩種鑄態(tài)合金的組織顯著細(xì)化，且耐蝕性得到改善。合金的耐蝕性隨著Li含量的增加而降低，即LA51合金的耐蝕性優(yōu)于

3、LA141合金。⑵對(duì)不同軋制壓下量（即：0％、5%、10%、15%和20%）對(duì)LA51合金板材的結(jié)構(gòu)和耐蝕性的影響進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著軋制壓下量的增大，LA51合金板材的耐蝕性不斷增強(qiáng)。其原因在于：LA51合金板材在經(jīng)過軋制之后，織構(gòu)強(qiáng)度增加、產(chǎn)生了孿晶和其表面形成了具有保護(hù)性的氧化膜。⑶在3.5 wt.%NaCl溶液中，對(duì)緩蝕劑蛋氨酸及色氨酸對(duì)LA51合金板材的緩蝕性能進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蛋氨酸或色氨酸都對(duì) LA51合金板

4、材在3.5 wt.%NaCl溶液中有一定的緩蝕作用，隨著反應(yīng)溫度升高，蛋氨酸及色氨酸的緩蝕效率均降低。此外，在同一濃度下，色氨酸的緩蝕效果優(yōu)于蛋氨酸。在3.5 wt.% NaCl溶液中，這兩種緩蝕劑在LA51合金板材的表面的吸附行為符合Langmuir吸附等溫模型，且隨著溫度的升高，這兩種緩蝕劑的緩蝕效率均有所降低。⑷在3.5 wt.%NaCl溶液中，對(duì)未添加和添加0.3 wt.%RE(La或Y)的LA141合金板材的腐蝕行為進(jìn)行研究。

5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加0.3 wt.%RE(La或Y)之后提高LA141合金板材的耐蝕性，且LA141-0.3Y的耐蝕性最好。其原因在于，添加0.3 wt.%RE后能降低LA141合金板材的LiMgAl2相，形成Al2La和Al2Y新相，從而降低了由 LiMgAl2相引起的電偶腐蝕作用。此外，腐蝕產(chǎn)物膜更致密且具有更好的保護(hù)作用。⑸在3.5 wt.%NaCl溶液中，對(duì)未添加和添加0.3 wt.%Sr及0.3 wt.%Y的LA141合金板材的

6、腐蝕行為進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，LA141-0.3Sr合金板材的耐蝕性最差，LA141-0.3Sr-0.3Y合金板材的耐蝕性最好。其原因在于：電偶腐蝕作用的降低及腐蝕產(chǎn)物膜具有更好的保護(hù)性。⑹在3.5wt.%NaCl溶液中，對(duì)緩蝕劑色氨酸對(duì)LA141合金板材的緩蝕性能進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，色氨酸對(duì)LA141合金板材在3.5wt.%NaCl溶液中有一定的緩蝕作用，隨著反應(yīng)溫度升高，色氨酸的緩蝕效率降低。在3.5 wt.%NaCl溶液中，

7、色氨酸在LA51合金板材的表面的吸附行為符合Langmuir吸附等溫模型，且隨著溫度的升高，色氨酸的緩蝕效率降低。此外，色氨酸對(duì)LA141擠壓板材的緩蝕效果次于其對(duì)LA51合金板材的緩蝕效果。⑺在3.5wt.% NaCl溶液中，對(duì)未含有和含有B4C膜的LA141合金板材的腐蝕行為進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過電泳沉積的方法可以在LA141合金板材表面制備B4C膜，且B4C膜能提高LA141合金板材的耐蝕性。此外，B4C膜的沉積質(zhì)量越大，其