稀土Y對ZK31變形鎂合金腐蝕性能的影響.pdf

1、鎂合金具有比強(qiáng)度、比剛度高，電屏蔽性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，是二十一世紀(jì)重要的輕質(zhì)材料，應(yīng)用前景廣闊。然而，鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑，平衡電位較低，氧化膜疏松且易脫落，導(dǎo)致其耐腐蝕性能較差。
　　本課題針對鎂合金的腐蝕問題，通過在ZK31變形鎂合金中加入稀土元素Y，研究了Y對鎂合金在鹽溶液和中溫氧化介質(zhì)中腐蝕性能的影響，旨在探明Y在改善ZK31鎂合金腐蝕性能的作用和機(jī)理。
　　在ZK31母合金中加入0.5％、1.0%、1.5%、2.0%不同

2、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀土Y元素，得到不同成分的五種ZK31-Y鎂合金，使用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射等分析手段對鎂合金鑄態(tài)和擠壓態(tài)的相組成等進(jìn)行了研究。研究表明，適量稀土元素Y的加入能夠有效地細(xì)化晶粒，但Y的存在會降低Zn在晶粒內(nèi)的固溶量，從而促進(jìn)共晶反應(yīng)的進(jìn)行，形成Mg3Y2Zn3三元金屬間化合物相。ZK31鎂合金中加入Y所引起的組織變化，將對合金的腐蝕性能產(chǎn)生影響。
　　選用兩種濃度的NaCl溶液，研究了Y對鑄態(tài)和擠壓態(tài)ZK

3、31-Y鎂合金的靜置浸泡腐蝕失重的影響規(guī)律，并通過測定電化學(xué)自腐蝕電位、腐蝕電流和阻抗等電化學(xué)參數(shù)，分析了Y對鎂合金腐蝕性能的影響機(jī)理。結(jié)果顯示，稀土Y的加入會促使鑄態(tài)ZK31-Y鎂合金在中性NaCl溶液中的腐蝕速率加快，電化學(xué)自腐蝕電位負(fù)移，阻抗降低，耐蝕性下降。在電偶腐蝕和晶間腐蝕的共同作用下，擠壓態(tài)鎂合金的腐蝕速率顯著高于鑄態(tài)鎂合金。另外，Cl濃度的提高也會使鎂合金的腐蝕速率加快。
　　采用中溫恒溫氧化方法，研究了鑄態(tài)和擠壓

4、態(tài)ZK31-Y鎂合金的氧化腐蝕增重以及Y對氧化增重的影響規(guī)律，并通過建立氧化動(dòng)力學(xué)模型和計(jì)算氧化反應(yīng)速率常數(shù)，分析了Y對鎂合金中溫氧化腐蝕性能影響的機(jī)理。結(jié)果表明，氧化過程分為兩個(gè)階段：氧化初期，界面反應(yīng)為氧化過程的控速階段，ZK31-Y鎂合金的氧化規(guī)律符合直線方程，氧化速率隨稀土Y加入量的增加而增加；氧化后期，擴(kuò)散反應(yīng)為氧化過程的控速階段，不含Y的1＃鎂合金氧化增重曲線符合平方規(guī)律，含Y0.5%的2＃和含Y2.0%的5＃鎂合金氧化增重