混合稀土对ZM5镁合金耐腐蚀性能的影响

题名:混合稀土对ZM5镁合金耐腐蚀性能的影响
作者:刘志良
学位授予单位:重庆大学
关键词:ZM5镁合金;;混合稀土;;微观组织;;耐蚀性
摘要:
 镁合金被誉为“21世纪绿色工程材料”。加强镁及镁合金的耐蚀性研究,积极探索增强镁及
镁合金耐蚀性的途径,对于推动镁合金作为结Neodymium magnets构材料的应用并充分发挥其性能优势具有重要意义。

本文建立在混合稀土对ZM5抗氧化性能的影响基础上,继续研究混合稀土对其耐腐蚀性能的影响,即通
过合金化的方法来提升ZM5镁合金的耐蚀性能。由于合金化的工艺条件简单易行,所以通过添加适当
的合金元素来提高镁合金的耐蚀性能成为开发新型耐蚀镁合金的理想途径。本文研究了添加不同含
量的混合稀土元素对ZM5镁合金显微组织的影响,分析了ZM5-xRE镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行
为,并对腐蚀机理进行了探讨。
 采用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射仪
(XRD)测试手段观察分析了混合稀土元素对合金组织及相组成的影响。结果表明:适量混合稀土的加
入能细化合金铸态组织,使不连续分布的网状β-Mg_(17)Al_(12)相逐渐变得断续、弥散、均匀分布
。并在晶界上出现Al3Ce相与Al11La3相。当合金中的混合稀土的含量为0.1%时,细化效果最好。经
405℃固溶处理12小时后,β-Mg_(17)Al_(12)相完全融入α-Mg基体中,再经200℃时效处理8小时后,
β-Mg_(17)Al_(12)相又从α-Mg基体中析出。
 采用浸泡腐蚀失重法及极化曲线测试、扫描
电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)测试手段研究了ZM5-xRE镁合金在3.5%的NaCl溶液中的腐
蚀行为。结果表明:适量混合稀土的加入提升了合金的耐腐蚀性能,使合金的腐蚀速率明显降低,腐蚀
电流明显减小。合金铸态下的耐腐蚀性能要好于T6状态,固溶处理后的合金的耐腐蚀性能最差。无论
合金处在哪个状态,当合金中的混合稀土的含量为0.1%时,其耐腐蚀性能在同类同状态下的合金中最
好。
 对合金的显微组织和腐蚀性能的关系进行了探讨,结果表明:晶粒尺寸越小,Al元素的偏析程
度越低,合金的耐腐蚀性能就越好;β-Mg_(17)Al_(12)相分布越均匀弥散,其电偶阴极作用就会越低,
合金的耐腐蚀性能就越好;过量的混合稀土的加入反而会使ZM5合金的耐腐蚀性能下降。
 对腐蚀
产物膜的研究发现,腐蚀产物膜的作用是建立在合金的基础上的,铸态下形成的腐蚀产物膜对腐蚀的
抑制作用要好于固溶态和http://www.chinamagnets.biz/Neodymium/Ball-Neodymium-Magnets.php时效态。其中固溶态最差;腐蚀产物膜一旦遭到破坏,腐蚀就会深入发展,引
起腐蚀速率上升。对腐蚀产物的XRD分析表明,铸态下的腐蚀产物由Mg(OH)_2、Mg_2(OH)_3Cl·2H_2O
及Mg_3(OH)5Cl·4H_2O组成,热处理状态下的腐蚀产物由Mg(OH)_2、Mg_2(OH)_3Cl·2H_2O、Mg_2
(OH)3Cl·3H_2O、Mg_2(OH)_3Cl·4H_2O及Mg_3(OH)5Cl·3H_2O组成。
学位年度:2010