EK31镁合金组织结构及腐蚀行为

发布时间：2020-11-09 19:30

　　 本文利用了光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、电化学测试系统等多种实验分析方法,研究了铸态EK31镁合金在均匀化温度为300℃,400℃和500℃,保温时间由0.5 h至8 h热处理后的组织结构和在3.5 wt.%NaCl水溶液的腐蚀行为以及该合金在NaF与NaOH水溶液中的表面形貌和腐蚀行为。此外,通过改变该合金在磷酸盐-高锰酸盐溶液中的浸泡时间、溶液温度、溶液pH值,研究该合金在溶液中的表面形貌及腐蚀行为。实验结论如下:(1)铸态EK31镁合金组织主要由基体α-Mg晶粒和β-Zr相组成,稀土元素Er富集在合金晶界附近。经过均匀化处理后,元素Zr向基体α-Mg中扩散,富Er区中的元素Er逐渐析出,在晶界附近形成Mg_(24)Er_5相。(2)铸态EK31镁合金在300℃保温6 h均匀化处理后,其合金的自腐蚀电位值最高,阳极电流密度最低,其腐蚀速率值为4.3×10~(-3)mg/(cm~2·h);然而经过400℃和500℃均匀化处理后,由于在EK31镁合金晶界附近生成Mg_(24)Er_5相,其腐蚀速率范围升高到6.8×10~(-3)mg/(cm~2·h)~1.4×10~(-2)mg/(cm~2·h)。(3)EK31镁合金浸泡在NaF水溶液中,合金表面缓慢生成致密的颗粒状MaF_2保护膜,使阳极电流先升高后降低,产生明显钝化现象,而该合金在NaOH水溶液中,合金表面迅速生成枝晶状Mg(OH)_2保护膜,阳极电流迅速保持稳定。虽然该合金在NaF水溶液中较低的自腐蚀电位,但合金表面生成的MgF_2保护膜更有利于改善合金的耐蚀性能,使该合金在NaCl水溶液中具有更低的腐蚀速率,为5.7×10~(-3)mg/(cm~2·h)。(4)EK31镁合金浸泡在磷酸盐-高锰酸盐溶液中,合金表面生成Mg_3(PO_4)_2与Mn的氧化物保护膜。该保护膜的形成是先依附在β-Zr相上生长,并且随着溶液温度的提高,保护膜逐渐向基体扩散,当溶液温度达到40℃时,合金表面保护膜能均匀覆盖合金表面,对合金起到良好的保护作用,具有较低的腐蚀速率,为3.6×10~(-3)mg/(cm~2·h)。(5)EK31镁合金在磷酸盐-高锰酸盐溶液中,随着溶液的pH值升高,合金表面保护膜越来越稳定致密,当pH=3时,合金具有较低的自腐蚀电位,合金具有最低的腐蚀速率,为5.0×10~(-3)mg/(cm~2·h)。(6)EK31镁合金浸泡在磷酸盐-高锰酸盐溶液中,随着浸泡时间的延长,合金表面形成的保护膜逐渐向基体扩散,当浸泡60min时,保护膜能均匀覆盖合金表面,其腐蚀速率最低,为4.1×10~(-3)mg/(cm~2·h)。
【学位单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG146.22
【部分图文】：

了应用[3-5]。元素被加入到纯 Mg 中，所形成的固溶体称方便的分析，故将镁合金分为以下几类：素与 Al 元素在 Mg 合金能够发生反应，不能据是否含 Zr 元素可将 Mg 合金分为两类：含 Zr 的 Mg 合金。g 合金基体中可以加入合金元素，所以根据金划分为如 Mg-Zn 系、Mg-Al 系、Mg-Li71、AZ80 和 AZ91 均为典型 Mg-Al 系的表产品，是目前开发最为成功，研究最细，应用最广的 Mg 合金系列是 Mg-Al 系合固溶元素。根据图 1.1 为 Mg-Al 合金相图，溶解度大约在 10%～13%。

图 1.2 为 Mg-Zn 合金相图。由图1.2 可知，Zn 在 Mg 中的固溶度为 6.2%，Zn 除了对 Mg 合金能够起固溶强化作用，还能够起到时效硬化作用。此外，Zn 还可以消除 Mg 合金中 Fe、Ni 等杂质元素，提高 Mg 合金的耐蚀性能。根据 A. Antonyraj 等分析结果表明[7]，在相区富 Mg 端的共晶温度和共晶化合物的存在范围上，Mg-Zn 二元合金相图有两种不同的形式；共晶化合物的组成也存在着差异，分别为 Mg7Zn3和 Mg51Zn20

辽宁科技大学硕士学位论文金暴露在大气中时，合金表面会生的改变，也会导致 Mg 合金表面的的腐独行为与大气的湿度有紧密的生成了不同于在干燥看空气中形成由约为 20～50nm 的 Mg、MgO 以及g 在水溶液中形成的表面膜结构可知的离子穿过，且结构疏松多孔，通；内层物质是厚度约为 0.14～0.16μ体构成；中间层的物质是一种致密层具有致密的结构，所以该层保护
【参考文献】

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本文编号：2876869