不同环境对AZ61镁合金大气腐蚀的影响

发布时间：2019-11-12 13:17

【摘要】：AZ61镁合金大气腐蚀的评估不但能为材料设计提供依据,还能为实验室大气模拟腐蚀实验提供对比参数。利用XRD、SEM、EDS和XPS研究AZ61镁合金板材在万宁、西双版纳和江津三地挂片(2个月)的腐蚀速度、表面腐蚀形貌及产物构成,结果表明,AZ61镁合金板材在3种气候环境下的腐蚀速度排序为:万宁江津西双版纳,且近海大气(万宁)的腐蚀速度成倍增加,年腐蚀率达到17μm/a;AZ61合金在万宁的近海大气环境中形成的表面腐蚀层较厚且疏松,表面龟裂明显,表面腐蚀产物中有来自于含盐大气结晶的氯离子存在;AZ61合金在西双版纳大气中形成的腐蚀产物层较薄;AZ61合金在江津工业大气中的腐蚀产物层的厚度介于西双版纳和万宁之间;表面腐蚀层综合分析表明,万宁挂片中有水合碱式碳酸镁存在。
【图文】：

第５期龚沛，等：不同环境对ＡＺ６１镁合金大气腐蚀的影响碱式碳酸镁的（１１１）衍射峰，水合碱式碳酸镁分子式为：Ｍｇ５（ＣＯ３）４（ＯＨ）２·（Ｈ２Ｏ）４（ＩＣＤＤ卡片号为７０－１１７７）。图２ＡＺ６１在不同大气环境下挂片２个月腐蚀层及基材粉末的ＸＲＤ图谱Ｆｉｇ．２ＸＲＤｐａｔｔｅｒｎｓｏｆｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｌａｙｅｒｅｘｐｏｓｅｄｆｏｒ２ｍｏｎｔｈｓａｎｄｐｏｗｄｅｒｏｆＡＺ６１ａｌｌｏｙｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｃａｔｉｏｎｓ祁敏佳［１０－１３］等人的试验研究显示，有氯化镁参与的条件下，可以在６０℃下发生如下反应：ＭｇＣｌ２＋Ｎａ２ＣＯ３→Ｍｇ（ＨＣＯ３）２＋ＣＯ２（１）上述产物干燥后得到正碳酸镁（ＭｇＣＯ３·３Ｈ２Ｏ），正碳酸镁较不稳定，在热带海边阳光爆晒下容易转化成水合碱式碳酸镁。２．４不同大气环境下ＡＺ６１挂片腐蚀层元素分析为了进一步分析腐蚀层的腐蚀产物，，对不同大气环境下ＡＺ６１挂片腐蚀层进行了Ｘ射线光电能谱（ＸＰＳ）分析。腐蚀层较厚的挂片未能检测到Ｍｇ２ｐ峰，原因是ＸＰＳ分析深度很浅，表面沉降层起到阻挡的作用。为了分析腐蚀产物，排除表面沉降层的影响，先在ＸＰＳ中对样品腐蚀层表面进行刻蚀。图３（ａ）是挂片于江津的ＡＺ６１样品刻蚀后的ＸＰＳ广谱，图３（ｂ）～（ｄ）分别是挂片于江津ＡＺ６１样品的Ｍｇ（２ｐ）、Ｏ（１ｓ）和Ｃ（１ｓ）的ＸＰＳ分峰。结果显示，腐蚀层的Ｍｇ、Ｏ和Ｃ含量较高，Ｈ原子

用。为了分析腐蚀产物，排除表面沉降层的影响，先在ＸＰＳ中对样品腐蚀层表面进行刻蚀。图３（ａ）是挂片于江津的ＡＺ６１样品刻蚀后的ＸＰＳ广谱，图３（ｂ）～（ｄ）分别是挂片于江津ＡＺ６１样品的Ｍｇ（２ｐ）、Ｏ（１ｓ）和Ｃ（１ｓ）的ＸＰＳ分峰。结果显示，腐蚀层的Ｍｇ、Ｏ和Ｃ含量较高，Ｈ原子由于散射因子很小而没有显现，由于基体中的Ａｌ含量低，Ａｌ２ｐ峰很弱；表面Ｃｌ含量较少，所以Ｃｌ（２ｐ）峰值也较弱。图３江津挂片ＡＺ６１样品（２个月）刻蚀后的ＸＰＳ拟合图谱Ｆｉｇ．３ＸＰＳｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｓｆｏｒｍｅｄｏｎｔｈｅＡＺ６１ａｌｌｏｙｅｘｐｏｓｅｄｆｏｒ２ｍｏｎｔｈｓ（Ｊｉａｎｇｊｉｎ）１２７

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