Mg-Y-Zn長周期鎂合金顯微組織及腐蝕性能研究.pdf

1、最近幾年，含有長周期堆垛有序結構(LPSO)的雙相Mg-Y-Zn合金由于其獨特的顯微組織和優(yōu)異的力學性能而受到了廣泛的關注。然而，在大數(shù)情況下，由于雙相鎂合金第二相的存在使其耐蝕性較差。所以，研究M2-Y-Zn長周期鎂合金的腐蝕性能就有極為重要的意義。
　　 為了研究Mg-Y-Zn長周期鎂合金的腐蝕性能，本文用常規(guī)鑄造的方法制備出Mg-Y-Zn長周期鎂合金。借助OM、SEM、TEM和XRD對合金的顯微組織進行研究。用失重法、析氫

2、法和電化學方法對合金的腐蝕性能和機理進行研究。結果表明四種不同Zn、Y含量的Mg-Y-Zn合金均含有Mg12ZnY相(X-相)，18R的長周期堆垛結構存在于X-相。隨著合金中Zn和Y的含量的增多，合金中X-相也進一步增多。X-相的形態(tài)隨著其數(shù)量的增加也發(fā)生了很大的變化：從Mg98.5Zn0.5Y1合金的不連續(xù)到Mg97Zn1Y2合金的連續(xù)且均勻。Mg98.5Zn0.5Y1中X-相體積分數(shù)最少，為11.5％，Mg88Zn4Y8中X-相體積

3、分數(shù)最多，為63.2％。Mg97Zn1Y2合金由于其X-相的網(wǎng)狀分布和合適的體積分數(shù)使得其有最小的腐蝕速率。腐蝕點產(chǎn)生于X-相與α-Mg的交界處，這是因為X-相的電極電位比較高，從而與電極電位較低的α-Mg結合形成了微電偶。X-相可以對合金的腐蝕有雙重作用：X-相不僅促進了微電偶腐蝕，也能在形成網(wǎng)格狀分布的條件下阻止合金腐蝕進一步擴展。由于腐蝕后期伴隨著合金的脫落，析氫法測得的腐蝕速率比失重法測得的腐蝕速率偏小。
　　 由于Mg

4、-Y-Zn長周期鎂合金屬于雙相組織，其腐蝕后產(chǎn)生的腐蝕膜存在差異，所以不能很好的對未腐蝕的α-Mg進行保護。在以往的鎂合金腐蝕的研究中，Al元素是鎂合金中最為重要的元素之一，Al對鎂進行合金化有利于鎂合金耐蝕性的提高。所以，本文在對四種Mg-Y-Zn合金的腐蝕性能研究進展的基礎上，選擇耐蝕性最好的Mg97Zn1Y2合金，對其加入微量和常規(guī)量的Al，研究隨著不同Al的加入量不同，對合金顯微組織和腐蝕性能的影響。結果表明，Mg97Zn1Y2

5、合金中加入0.1％和0.2％的Al后，合金的組織形貌沒有發(fā)生明顯的變化。當合金中加入了0.3％的Al后，合金中產(chǎn)生了微量的成分為Mg3Y2ZnAl3相。當Al的加入量提高到0.5％，合金中出現(xiàn)了更多團絮狀的Mg3Y2ZnAl3相，并且，α-Mg相和X-相中都含有一定量的Al元素。當Al的加入量提高到1％時，合金中X-相的犬牙交錯突起形狀消失。由于Al的增多，合金中產(chǎn)生了菱形的Al4MgY相。微量Al的加入能大幅提高合金的耐蝕性能。而再增