不同鋁添加量對(duì)鎂合金顯微組織及大氣腐蝕行為的影響

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1、第27卷第5期中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)Vol.27No.52007年10月JournalofChineseSocietyforCorrosionandProtectionOct.2007不同鋁添加量對(duì)鎂合金顯微組織及大氣腐蝕行為的影響賈瑞靈1,3嚴(yán)川偉2王福會(huì)1,2(1.哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院哈爾濱150001;2.中國(guó)科學(xué)院金屬研究所金屬腐蝕與防護(hù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室沈陽(yáng)110016;3.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院呼和浩特010051)摘要:利用SEM、EDAX、XRD等技術(shù)分析3種不同Al添加量的鎂合金的顯微組織和相結(jié)構(gòu),經(jīng)實(shí)驗(yàn)室模擬金屬大氣

2、腐蝕實(shí)驗(yàn)后觀察其腐蝕形貌。結(jié)果表明,隨著Al含量的增加,Mg-Al合金中β相(Mg17Al12)的數(shù)量明顯增加;不存在β相的鎂合金表面腐蝕產(chǎn)物較少,基體腐蝕較淺,存在β相的鎂合金表面腐蝕產(chǎn)物較多,基體出現(xiàn)較深的腐蝕坑;β相的數(shù)量與分布的不同是鎂合金腐蝕形貌存在差異的主要原因。關(guān)鍵詞:鎂合金鋁含量顯微組織大氣腐蝕中圖分類(lèi)號(hào):TG174.3+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1005-4537(2007)05-0269-052實(shí)驗(yàn)方法1前言以工業(yè)純Mg(99.9%)和純Al(99.7%)為原鎂及其合金是21世紀(jì)滿足輕質(zhì)化、環(huán)?；l(fā)料,向純Mg中分別添加3.

3、4mass%、9.3mass%和展最具潛力的結(jié)構(gòu)材料。但是由于鎂及鎂合金的耐20.7mass%的純Al,采用氣體保護(hù),電阻坩堝爐加蝕能力差,限制了它們的廣泛應(yīng)用。鎂合金中熱至730℃,保溫30min后倒入金屬型中冷卻。所Mg-Al系列合金在工業(yè)中應(yīng)用較多。在鑄造過(guò)程得3種合金分別稱(chēng)為3Al、9Al與21Al鎂合金。試樣中,由于冷卻速度很快,當(dāng)Al含量超過(guò)其在Mg中尺寸為10mm×10mm×3mm,經(jīng)預(yù)磨、拋光處理的室溫溶解度時(shí),往往會(huì)在初生的α相晶界上分后,在丙酮中超聲清洗20min,干燥待用。用型號(hào)為布有β相(Mg17Al12)。其中,β相周

4、圍的α相為100型的電動(dòng)氣溶膠噴霧器,將10%NaCl乙醇水溶共晶結(jié)構(gòu),稱(chēng)為共晶α相,其特點(diǎn)是含鋁濃度較液噴霧沉積在試樣表面,吹干稱(chēng)重。選取表面沉積高。鎂合金的顯微組織對(duì)鎂合金在溶液中腐蝕行為量大約為0.12mg/cm2的試樣,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬金的影響,已有為數(shù)不少的相關(guān)研究[1~8]。多數(shù)研究認(rèn)屬大氣腐蝕實(shí)驗(yàn),相對(duì)濕度為93%±5%,水浴溫度為β相的電位高于α相或共晶α相,在一定條控制在25℃±1℃。試樣在腐蝕箱中總計(jì)暴露件下β相作為電偶對(duì)的陰極相,促進(jìn)α相或共晶40d,每10d取樣一次,用型號(hào)為XL-30FEGα相的腐蝕。大氣環(huán)境是鎂合金最為

5、重要的應(yīng)用環(huán)(PHILIPS)掃描電鏡(SEM)觀察腐蝕產(chǎn)物形貌及境之一,在該環(huán)境下鎂合金所發(fā)生的腐蝕與在溶液基體的腐蝕狀況。中發(fā)生的腐蝕不盡相同[9]。大氣腐蝕的發(fā)生與環(huán)境用SEM和X射線衍射儀(XRD)分析3種不中污染物在鎂合金表面上的沉積位置或存在形式同Al含量鎂合金的顯微組織(酒石酸腐刻)和相有很大關(guān)系,而且對(duì)于一定微結(jié)構(gòu)的合金材料,微結(jié)構(gòu),并通過(guò)能譜分析(EDAX)輔助鑒別合金中存電偶作用受環(huán)境條件制約。在的共晶相。本研究通過(guò)在純Mg中添加不同含量的Al,得3結(jié)果和討論到3種具有不同顯微組織特征的Mg-Al二元合金。在試樣表面沉積Na

6、Cl鹽粒后,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室模擬金3.1不同Al添加量鎂合金的顯微組織分析屬大氣腐蝕試驗(yàn),從而了解不同鋁含量鎂合金的顯向純Mg中添加不同含量的純Al,形成的微組織對(duì)由NaCl鹽粒誘發(fā)的大氣腐蝕行為的影響。Mg-Al二元合金,Al含量不同,這將直接影響鎂合金的顯微組織與相組成。圖1為3種不同鋁含量鎂定稿日期:2007-04-23合金的XRD圖譜?？梢?jiàn),3Al鎂合金中沒(méi)有出現(xiàn)明基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(50571105)顯的β相的衍射峰,Al主要以固溶的形式存在于作者簡(jiǎn)介:賈瑞靈,1971年生,女,博士生,從事大氣腐蝕研究270中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)第27

7、卷(11mass%)。3.2實(shí)驗(yàn)室模擬金屬大氣腐蝕實(shí)驗(yàn)結(jié)果NaCl鹽粒沉積到3Al、9Al和21Al鎂合金試樣表面的最初形態(tài)見(jiàn)圖3。鹽粒是通過(guò)沉降方式到達(dá)試樣表面的,沉積的位置很隨機(jī)。對(duì)于9Al、21Al雙相鎂合金(圖3b、圖3c),鹽粒在α相、β相上都有沉積,不存在優(yōu)先選擇沉積的傾向。在實(shí)驗(yàn)室模擬金屬大氣腐蝕的實(shí)驗(yàn)中,在高濕度氣氛作用下,NaCl鹽粒逐漸溶解,部分Cl-隨薄液膜向周?chē)鷧^(qū)域擴(kuò)展。隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng),在NaCl鹽粒及周?chē)霈F(xiàn)了明顯的腐蝕產(chǎn)物。圖4分別為暴露10d與40d后3Al、9Al與Mg基體中。而在9Al與21Al鎂合金中,除

8、了基體α21Al鎂合金表面的腐蝕產(chǎn)物形貌。暴露時(shí)間不同,相外,還出現(xiàn)了明顯的β相衍射峰。3Al(圖4a、圖4d)、9Al(圖4b、圖4e)以及21Al