等径角挤压和时效处理对ZK60镁合金电化学腐蚀行为的影响

发布时间：2017-08-19 00:23

  本文关键词：等径角挤压和时效处理对ZK60镁合金电化学腐蚀行为的影响

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【摘要】：等径角挤压(ECAP)作为一种细化金属晶粒以实现强韧化的有效手段,但其对常用合金耐蚀性的影响一直鲜有研究。鉴于目前超细晶/纳米晶材料的快速发展,有关其耐蚀性的研究将为其广泛应用提供有力的支撑。ZK60是一种常用的商用镁合金,故此本文利用多道次ECAP加工细化其晶粒和第二相,制备了超细晶ZK60镁合金,再结合时效处理调整了第二相的分布,通过电化学测试技术结合微观结构和腐蚀产物形貌的观察,研究了其在典型介质中的耐蚀性,以揭示微观结构特征、腐蚀产物的性能与活性镁金属基体腐蚀行为之间的关系。常规浸泡实验表明,ECAP镁合金在3.5% NaCl溶液中的腐蚀失重速率随道次的增加而增加,并随浸泡时间的增加而下降,时效处理后其值有所下降。在电化学测试中表现为随着道次的增加,呈较高的腐蚀电流密度(Icorr)和较小的电荷转移电阻(Rt)。时效后超细晶镁合金耐蚀性的提高是由于残余应力的下降以及第二相的重新分布使腐蚀产物层具有较好的保护作用。局部交流阻抗(LEIS)的结果表明随着浸泡时间的增加,局部阻抗先增加后下降,与腐蚀初期产物的形成及后来的溶解脱落过程有关。在O.OlM NaOH溶液中,ECAP镁合金的耐蚀性较佳,表现为较小的Icon和较大的Rt。Mott-Schottky曲线表明这种膜的半导体特性为n型半导体,且随着浸泡时间的延长平带电位下降,表明样品表面随着浸泡时间延长生成了较厚的钝化膜,从而提供了更好的保护。在正常大气环境下SKP的测试结果表明,样品表面阴阳极活性点分布均匀,且伏打电位差和挤压道次呈线性关系,并随着挤压道次的增加而减小,表明样品表面的电化学活性是随着挤压道次增加而增加,即其在腐蚀溶液中的耐蚀性是随着挤压道次的增加而下降的。
【关键词】：ZK60镁合金 等径角挤压(ECAP) 超细晶 耐蚀性 电化学测试
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG379;TG166.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 超细晶材料的研究现状10-12
• 1.3 超细晶材料的ECAP制备技术及其研究现状12
• 1.4 镁合金耐蚀性能的研究12-15
• 1.4.1 镁合金腐蚀的类型13
• 1.4.2 镁合金的腐蚀机理13-14
• 1.4.3 ZK60镁合金的研究现状14-15
• 1.5 微区电化学在腐蚀研究中的应用15-16
• 1.6 本文研究目的及内容16-18
• 第二章 实验方案设计18-27
• 2.1 实验方案与技术路线18-19
• 2.2 ZK60镁合金ECAP加工及组合热处理19-22
• 2.2.1 固溶-时效工艺19-20
• 2.2.2 ECAP加工工艺20-21
• 2.2.3 金相制样及显微组织观察21-22
• 2.3 耐蚀性评价方法22-26
• 2.3.1 重量法22-23
• 2.3.2 电化学方法23
• 2.3.3 Kelvin探针技术23-24
• 2.3.4 LEIS(局部交流阻抗)24-25
• 2.3.5 Mott-Schottky曲线25-26
• 2.3.6 腐蚀形貌的观察26
• 2.4 残余应力分析26-27
• 第三章 超细晶ZK60镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为27-44
• 3.1 固溶-ECAP-时效对ZK60镁合金显微组织的影响27-31
• 3.2 浸泡腐蚀试验结果及分析31-33
• 3.3 电化学腐蚀试验结果及分析33-39
• 3.3.1 开路电位(OCP)33-35
• 3.3.2 动电位极化曲线35-37
• 3.3.3 交流阻抗结果分析37-39
• 3.4 腐蚀形貌的观察与分析39-42
• 3.5 讨论42-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第四章 超细晶ZK60镁合金在NaOH溶液中的腐蚀行为44-54
• 4.1 常规的电化学测试结果与分析44-50
• 4.2 Mott-Schottky曲线50-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 超细晶ZK60镁合金的微区电化学分析54-65
• 5.1 扫描开尔文探针(SKP)分析54-58
• 5.2 LEIS(局部电化学交流阻抗)分析58-63
• 5.3 本章小结63-65
• 第六章 超细晶镁合金的腐蚀保护机理初探65-69
• 6.1 超细晶镁合金的腐蚀行为与保护思路65-66
• 6.2 组织超细化对镁合金腐蚀形态与机理66-69
• 第七章 总结与展望69-71
• 7.1 总结69-70
• 7.2 展望70-71
• 参考文献71-76
• 致谢76-77
• 附录77

【参考文献】

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本文编号：697629