Mg-Al-Zn-xCa合金微觀組織與耐蝕性能的研究.pdf

1、鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，具有密度小、比強(qiáng)度和比剛度高，電磁屏蔽性、減震性好以及優(yōu)良的鑄造性能和機(jī)械加工性能，在航天航空、電子信息、汽車工業(yè)、民用家電等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是，鎂合金的耐蝕性能較差，嚴(yán)重阻礙了其進(jìn)一步應(yīng)用與發(fā)展。本文著重研究了Ca合金化對(duì)Mg-Al-Zn系合金微觀組織和耐蝕性能的影響，并確定耐蝕效果佳的Ca含量。
　　 利用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡及X射線衍射儀研究了Ca對(duì)Mg-Al-Zn系合金鑄態(tài)和熱處

2、理態(tài)微觀組織的影響。結(jié)果表明：Ca有細(xì)化鑄態(tài)合金晶粒的作用，在鑄態(tài)合金中Ca主要以骨頭狀的Al4Ca化合物形式存在。當(dāng)Ca的添加量為0.5[％]時(shí)，合金中未發(fā)現(xiàn)新相；當(dāng) Ca 含量為1.0[％]和1.5[％]時(shí)，合金中出現(xiàn)新相 Al4Ca，且呈骨頭狀彌散分布在基體中。
　　 固溶時(shí)效處理后，Mg-Al-Zn-xCa合金中的β-Mg17Al12 沿著晶界不連續(xù)析出，有的也在晶粒中間析出，含Ca合金的晶粒比未含Ca合金的晶粒細(xì)小，其

3、中Mg-Al-Zn-1.0Ca合金的晶粒尺寸最小，為28 μm，比不加Ca時(shí)降低了54.1[％]，且組織均勻化程度最高。
　　 利用電化學(xué)、靜態(tài)腐蝕失重、鹽霧腐蝕等方法研究了Ca對(duì)Mg-Al-Zn系合金鑄態(tài)和熱處理態(tài)耐蝕性能的影響。結(jié)果表明：在電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn)中，鑄態(tài)合金與固溶時(shí)效熱處理后合金的極化曲線趨勢(shì)基本一致，含 Ca合金的腐蝕電位高于未含 Ca的合金，腐蝕電流密度低于未含 Ca的合金。由此可知，Ca的加入可以提高M(jìn)g-Al

4、-Zn系合金的腐蝕電位，降低腐蝕電流密度，使合金的極化曲線向正方向移動(dòng)，減小了合金的腐蝕速率，從而提高了合金的耐蝕性能，其中以Mg-Al-Zn-1.0Ca合金的耐蝕性最好。
　　 靜態(tài)失重實(shí)驗(yàn)表明，鑄態(tài)含 Ca合金的平均腐蝕速率低于不含 Ca的合金；固溶時(shí)效熱處理態(tài)合金平均腐蝕速率變化趨勢(shì)與鑄態(tài)合金基本一致，但固溶時(shí)效處理合金的平均腐蝕速率比鑄態(tài)合金低得多，其中Mg-Al-Zn-1.0Ca合金的腐蝕速率最小，說(shuō)明耐蝕性能最好。<

5、br>　　 鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鑄態(tài)含 Ca合金的腐蝕程度低于不含 Ca的合金。經(jīng)過(guò)固溶時(shí)效處理后，含Ca合金的耐蝕性能比鑄態(tài)提高，其中Mg-Al-Zn-1.0Ca合金的耐蝕性能最好。Ca能夠提高M(jìn)g-Al-Zn系合金的耐蝕性能，合金的腐蝕速率隨Ca 含量的增加而變化，含1.0％Ca合金的耐蝕性能最好，鹽霧腐蝕法、電化學(xué)曲線法、靜態(tài)腐蝕失重法結(jié)果基本一致。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，鑄態(tài)Mg-Al-Zn-xCa合金的腐蝕產(chǎn)物為Mg(O

6、H)2、MgO和β-Mg17Al12；固溶時(shí)效處理后合金的腐蝕產(chǎn)物為Mg(OH)2、MgO，未發(fā)現(xiàn)β-Mg17Al12，這說(shuō)明固溶時(shí)效熱處理可以改變 β相的形態(tài)與分布，使其耐腐蝕性增強(qiáng)。兩腐蝕產(chǎn)物中均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)含 Ca的化合物，說(shuō)明Al4Ca相具有一定的耐蝕性能。
　　 研究了Mg-Al-Zn-xCa合金微觀組織與耐蝕性能的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：無(wú)論鑄態(tài)還是熱處理態(tài)，Ca的加入，使 α-Mg相的晶粒尺寸減小，β-Mg17Al12相的分布