挤压—剪切制备的AZ61镁合金棒材腐蚀行为研究

发布时间：2017-09-29 13:29

  本文关键词：挤压—剪切制备的AZ61镁合金棒材腐蚀行为研究

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【摘要】：镁合金挤压-剪切工艺(Extrusion-Shear,简称ES)是课题组新开发的一种结合普通挤压和等径角挤压的镁合金塑性变形工艺。课题组前期研究表明:ES挤压工艺能够有效细化合金晶粒,进而提高镁合金的力学性能,但对该工艺下镁合金的腐蚀行为尚未进行研究。本文在研究ES变形镁合金微观组织的基础上,通过电化学极化、阻抗测试、浸泡实验对ES变形镁合金的耐腐蚀性能进行系统研究。对不同塑性变形方式、原始坯料状态、不同ES变形温度和不同剪切转角下制备的变形镁合金进行了金相组织观察、XRD分析。结果表明:与普通挤压成型镁合金相比,ES变形镁合金在挤压过程中模具转角的两次剪切作用使AZ61镁合金微观组织更均匀,晶粒得到细化;与原始坯料为铸态的镁合金相比,经均匀化退火处理的镁合金晶粒更细小;当挤压温度为440℃时变形AZ61镁合金组织更为均匀,平均粒径较小;不同挤压转角下制备的变形镁合金组织差异不是很明显。采用CS2350型电化学工作站对不同原始坯料状态、不同塑性变形方式、不同变形温度和不同模具转角下制备的变形镁合金进行了交流阻抗与电化学极化测试。结果表明;随着Cl-浓度的增加,变形AZ61镁合金阻抗高频区容抗弧半径先减小后增大再减小的趋势。阴极析氢反应随Cl-浓度的升高而加重,腐蚀主要由阳极反应控制,随Cl-浓度的增加,自腐蚀电位逐渐负移,点蚀电位也随之负移。对不同成型工艺下的变形AZ61镁合金在浓度为3.5%NaCl溶液中进行浸泡实验,并结合SEM和EDS对腐蚀形貌进行观测与分析。实验结果表明:变形AZ61镁合金在较短时间浸泡下腐蚀类型为点腐蚀,Cl-会优先吸附在组织不均匀处,形成腐蚀点,组织均匀则腐蚀点分布均匀,随浸泡时间增加,局部腐蚀区域扩展而连在一起,造成试样表面的全面腐蚀。经ES挤压处理、原始坯料经均匀化退火处理和在较高的挤压温度下(440℃)都能在一定程度上改善变形AZ61镁合金的微观组织,细化晶粒,从而改善合金的耐腐蚀性能。
【关键词】：挤压-剪切 AZ61镁合金 腐蚀
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG379
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 镁合金介绍10-11
• 1.2 变形镁合金11-14
• 1.2.1 镁合金塑性变形机制11-13
• 1.2.2 镁合金挤压 剪切变形工艺13-14
• 1.3 镁合金腐蚀行为及其防护14-16
• 1.3.1 镁合金腐蚀类型14-16
• 1.3.2 镁合金腐蚀防护16
• 1.4 变形镁合金腐蚀性能研究现状16-19
• 1.5 基于挤压-剪切的AZ61镁合金腐蚀性能研究19
• 1.6 本课题的研究内容和意义19-20
• 1.6.1 主要研究内容19-20
• 1.6.2 研究意义20
• 1.7 本章小结20-22
• 2 实验材料及测试方法22-26
• 2.1 实验材料22
• 2.2 实验方案22-23
• 2.3 分析测试及表征方法23-25
• 2.3.1 金相组织观察23-24
• 2.3.2 X射线衍射仪测试24
• 2.3.3 电化学极化及阻抗测试24-25
• 2.3.4 腐蚀微观形貌观察25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 挤压-剪切AZ61镁合金的微观组织及性能26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 ES-C-400℃和PT-C-400℃的微观组织26-28
• 3.3 H-ES-400℃和C-ES-400℃的微观组织28-29
• 3.4 400℃-ES-C和 440℃-ES-C的微观组织29-31
• 3.5 120°-ES-C和 135°-ES-C的微观组织31-32
• 3.6 本章小结32-34
• 4 挤压-剪切AZ61镁合金在NaCl溶液中耐蚀性能分析34-50
• 4.1 引言34
• 4.2 ES-C-400℃和PT-C-400℃的电化学测试结果分析34-38
• 4.2.1 不同挤压方式合金阻抗谱分析34-36
• 4.2.2 不同挤压方式合金极化曲线分析36-37
• 4.2.3 pH对其电化学性能的影响37-38
• 4.3 H-ES-400℃和C-ES-400℃的电化学测试结果分析38-42
• 4.3.1 不同坯料状态合金阻抗谱分析38-40
• 4.3.2 不同坯料状态合金极化曲线分析40-41
• 4.3.3 pH对其电化学性能的影响41-42
• 4.4 400℃-ES-C和 440℃-ES-C的电化学测试结果分析42-45
• 4.4.1 不同挤压温度下合金阻抗谱分析42-44
• 4.4.2 不同挤压温度下合金极化曲线分析44-45
• 4.4.3 pH对其电化学性能的影响45
• 4.5 120°-ES-C和 135°-ES-C的电化学测试结果分析45-49
• 4.5.1 不同挤压转角下合金阻抗谱分析45-48
• 4.5.2 不同挤压转角下合金极化曲线分析48-49
• 4.6 本章小结49-50
• 5 ES变形镁合金微观腐蚀形貌演变50-68
• 5.1 引言50
• 5.2 ES-C-400℃和PT-C-400℃的微观腐蚀形貌50-55
• 5.2.1 ES C 400℃的微观腐蚀形貌分析50-52
• 5.2.2 PT C 400℃的微观腐蚀形貌分析52-54
• 5.2.3 腐蚀速率及腐蚀产物物相检测54-55
• 5.3 H-ES-400℃和C-ES-400℃的微观腐蚀形貌55-58
• 5.3.1 H ES 400℃微观腐蚀形貌分析55-56
• 5.3.2 C ES 400℃微观腐蚀形貌分析56-57
• 5.3.3 腐蚀速率及腐蚀产物物相检测57-58
• 5.4 400℃-ES-C和 440℃-ES-C的微观腐蚀形貌58-62
• 5.4.1 挤压温度 400℃为下镁合金微观腐蚀形貌分析58-60
• 5.4.2 挤压温度 440℃为下镁合金微观腐蚀形貌分析60-62
• 5.4.3 腐蚀速率及腐蚀产物物相检测62
• 5.5 120°-ES-C和 135°-ES-C的微观腐蚀形貌62-67
• 5.5.1 挤压转角为 120°下镁合金腐蚀微观形貌分析62-64
• 5.5.2 挤压转角为 135°下镁合金腐蚀微观形貌分析64-66
• 5.5.3 腐蚀速率及腐蚀产物物相检测66-67
• 5.6 本章小结67-68
• 6 结论68-70
• 致谢70-72
• 参考文献72-76
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果76

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本文编号：942285