第二相和缺陷对镁锰钙合金腐蚀性能的影响

发布时间：2017-10-23 22:22

  本文关键词：第二相和缺陷对镁锰钙合金腐蚀性能的影响

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【摘要】：现阶段镁合金已经在各个行业和领域里面得到了及其广泛的引用，其主要原因还是镁合金具有非常良好的机械性能，而且镁合金在许多的应用技术上已经取得了很大的进步和发展，但是由于镁合金的抗腐蚀性能较差从而导致了其在一些特殊行业里的应用得到了较大的限制。本课题将着重研究镁合金的腐蚀性能，通过采用不同的合金化组成方式，研究不同合金成分的镁合金在氯化钠水溶液中的腐蚀不同时间的腐蚀形貌，同时还着重研究了第二相与铸造缺陷对于镁合金腐蚀行为的影响。 本实验采用金属模铸造的方法铸出了Mg-2Mn-xCa(X=0.6,0.8,1.0)三种不同钙含量的铸态镁合金，并对三种不同成分的铸态镁合金做了进一步的固溶时效处理。另外还利用光学显微镜、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜和能谱仪以及激光共聚焦显微镜分别研究了铸态和固溶态合金中的第二相及铸造缺陷对合金的金相组织、物相结构、成分分布及合金腐蚀性能的影响。 实验表明：铸态和固溶态镁合金是由α-Mg基体、Mg2Ca相、β-Mn单质相构成的，而且铸态和固溶态的镁合金中的晶粒随着钙元素含量的提升而变细。并且对于钙元素含量相同的铸态和固溶态镁合金，在经过固溶处理之后获得的固溶态镁合金的晶粒稍微变大。 通过对镁合金进行X射线衍射分析可知：铸态镁合金是由α-Mg相、分布于晶界处的网状Mg2Ca相和附着在基体上的颗粒状β-Mn单质相组成，而且铸态镁合金在经过固溶时效处理之后，存在于合金晶界处的网状析出相基本全部固溶到了镁基体中。而在固溶态Mg-2Mn-XCa合金中，合金的晶粒尺寸也是伴随着钙元素含量的增加而变细的，但是与铸态合金相比，固溶态合金的晶粒尺寸更大，经过固溶处理之后的合金晶界处的网状Mg2Ca相已全部固溶到镁基体内，锰单质析出相变成细长条状或细小的颗粒状时效析出相分布在镁基体上。 通过对合金腐蚀全貌的分析，可以明显看出试样腐蚀前后缺陷处的表面面积并没有变化，说明腐蚀并不会造成铸造缺陷形貌在横向上的进一步扩展。这主要是因为实验中合金缺陷多为气孔与疏松缺陷，根据合金铸造凝固知识可知，铸造缺陷处的合金表面组织多为未结合的枝晶露头，含有较少的可作为阴极点位的第二相，对基体只引起较轻的电偶腐蚀，因此对合金腐蚀有较轻的影响。 通过观察Mg-2Mn-XCa合金在0.35%NaCl溶液中腐蚀不同时间合金表面形貌的变化，可知合金经过固溶处理之后耐蚀性能与铸态合金相比有显著提高，且Mg-2Mn-0.8Ca(T4)合金的抗腐蚀性能最好，，这主要是因为合金晶界处的析出相已全部固溶到镁合金基体内，这使得基体内出现了很多弥散分布的第二相，在腐蚀介质的作用下，合金主要是从基体内的析出相处开始进行腐蚀的，溶解到镁基体内的钙元素使得基体的抗腐蚀性能得到了很大的提高，因此固溶态合金的抗腐蚀性能在整体上比铸态合金要好，且合金中钙元素的含量在0.8%最适宜。 根据对合金腐蚀全貌的分析可知合金缺陷处未被腐蚀，那只是合金缺陷处的面积不会随着腐蚀时间的延长而变大，但是合金缺陷处的深度却会随着腐蚀时间的延长而变大，从中可以得出结论：合金在基体上的缺陷处的腐蚀是从合金底部开始的，会慢慢的加深腐蚀坑的深度。但是合金位于晶界上的缺陷随着腐蚀时间的延长深度反而会降低，其原因可能与晶界上存在的第二相有关，在晶界处存在的一些金属化合物可能会对腐蚀存在一定的影响。
【关键词】：镁锰钙合金 铸造缺陷 腐蚀性能 第二相
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.22
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 镁及镁合金10-16
• 1.1.1 镁的性质10-12
• 1.1.2 镁的合金化12-13
• 1.1.3 镁合金的分类13-14
• 1.1.4 镁合金的热处理14-15
• 1.1.5 镁合金的应用15-16
• 1.2 镁合金的腐蚀行为16-20
• 1.2.1 镁合金的腐蚀类型16-18
• 1.2.2 镁合金的腐蚀机理18
• 1.2.3 影响镁合金腐蚀的因素18-20
• 1.3 镁合金的腐蚀研究现状20-21
• 1.4 课题研究的意义21-22
• 1.5 课题研究的内容22-23
• 第二章 实验材料及方法23-29
• 2.1 实验样品的制备24-25
• 2.2 实验设备25
• 2.3 合金的熔炼25-26
• 2.4 固溶时效热处理26
• 2.5 样品组织分析26-27
• 2.6 腐蚀性能测试27-29
• 第三章 铸态 Mg-2Mn-xCa 实验结果分析29-46
• 3.1 铸态 Mg-2Mn-xCa 合金组织结构分析29-36
• 3.2 铸态 Mg-2Mn-xCa 合金腐蚀性能的结果分析36-44
• 3.3 Mg-2Mn-xCa 合金腐蚀全貌的分析44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第四章 固溶态 Mg-2Mn-xCa 实验结果分析46-63
• 4.1 固溶态 Mg-2Mn-xCa 合金组织结构分析46-52
• 4.2 固溶态 Mg-2Mn-xCa 合金腐蚀性能的结果分析52-58
• 4.3 合金激光深度扫描分析58-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 结论63-64
• 参考文献64-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 周海涛,马春江,曾小勤,丁文江;变形镁合金材料的研究进展[J];材料导报;2003年11期

2 颜廷亭;谭丽丽;熊党生;张炳春;杨柯;;医用镁金属材料的研究进展[J];材料导报;2008年01期

3 邹宏辉,曾小勤,翟春泉,丁文江;镁合金的强韧化进展[J];机械工程材料;2004年05期

4 丁文江;曾小勤;;中国Mg材料研发与应用[J];金属学报;2010年11期

本文编号：1085675