稀土元素Ce、Nd對AZ91鎂合金腐蝕性能的影響及腐蝕機理研究.pdf

1、鎂合金在汽車、電子等領域得到越來越廣泛的應用，但其耐蝕性較差成為其應用推廣的制約因素。本文以應用廣泛的．AZ91鎂合金為基礎，分別添加0～1.5％的稀土元素Ce、Nd，研究了兩種稀土元素對鎂合金微觀組織及腐蝕性能的影響，并對稀土元素提高AZ91合金耐蝕性的機理做了深入探討。 采用 X-射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、集氣法、動電位極化及浸泡實驗等方法研究了添加微量Ce、Nd對AZ91鎂合金微觀組織及耐

2、蝕性的影響。借助浸泡實驗及交流阻抗法對合金在3.5％NaCl溶液中的腐蝕行為進行了測試分析，得出以下結論： 1．在實驗范圍內(nèi)，稀土Ce、Nd均能細化AZ91合金鑄態(tài)組織。加入Ce后生成第二相Al<,4>Ce和Mg-Al-Mn-Ce-Fe，AZ91-0.5％Ce合金在3.5％NaCl溶液中的耐蝕性最佳，腐蝕速率為0.374 mg·cm<'-2>·d<'-1>；加入Nd后生成第二相Al<,3>Nd和Mg-Al-Mn-Nd-Fe，AZ

3、91-Nd中β相的分布比AZ91-Ce合金隨稀土元素的添加變得更加斷續(xù)、彌散，AZ91-1.0％Nd合金在3.5％NaCl溶液中的耐蝕性最佳，腐蝕速度為0.28 mg·cm<'-2>·d<'-1>。 2．3.5％NaCl溶液中析氫實驗表明合金溶解量隨浸泡時間呈指數(shù)衰減規(guī)律，并滿足如下動力學方程：V<,H<,2>>=V<,m>+A<,1>e<'-t/k<,1>>+A<,2>e<'-t/k<,2>>。 3．按照EDS分析結果

4、制備了Mg-Al-Ce-Mn-Fe、Mg-Al-Nd-Mn-Fe，測量其與純鎂在Mg(OH)<,2>飽和的3.5％NaCl溶液中的開路電位，分別為-1.34V、-1.35V、-1.68V，此第二相的存在降低了兩相電位差，減輕了電偶腐蝕，降低了點蝕的發(fā)生。 4．合金浸泡在3.5％NaCl溶液中，AZ91-Ce合金生成了含CeAlO<,3>的復雜稀土氧化膜；而AZ91-Nd合金生成了含NdAlO<,3>的復雜稀土氧化膜。不易水合化的