Mg-Al-RE-Ca系鎂合金作為耐熱性能較好的合金,目前的研究主要集中在合金的室溫力學(xué)性能、高溫力學(xué)性能及高溫蠕變性能上,對(duì)該系列合金的腐蝕行為研究較少,特別是針對(duì)不同腐蝕環(huán)境下合金的腐蝕行為。因此,研究低稀土Mg-Al-RE-Ca系鎂合金的腐蝕機(jī)理,對(duì)于推進(jìn)該合金的應(yīng)用有著重要的價(jià)值。本文采用X-射線(xiàn)衍射儀(XRD)、光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、電子探針(EPMA)及靜態(tài)失重試驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)試等研究設(shè)備及方法,以不同的Ca和混合稀土含量的低稀土Mg-Al-RE-Ca為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了Ca及混合稀土元素對(duì)合金微觀組織、腐蝕速率、電化學(xué)特性、腐蝕產(chǎn)物及腐蝕形貌的影響。同時(shí)選取其中耐蝕性能最好的兩種合金,研究了不同腐蝕環(huán)境對(duì)合金腐蝕速率、電化學(xué)行為及腐蝕形貌的影響。(1)SEM和XRD結(jié)果顯示:與AE42合金相比,Ca元素加入到Mg-4Al-0.5RE合金后,樹(shù)枝狀的Al_2Y和Al_(11)Ce_3相消失,取而代之的是彌散分布于α-Mg基體的顆粒狀A(yù)l-RE相。隨著Ca含量的增加,由溶解于β-Mg_(17)Al_(12)相的Ca元素轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀的Al_2Ca相,以及細(xì)針狀和骨骼狀的(Mg,Al)_2Ca相。AE42合金的靜態(tài)失重速率最快,隨著Ca含量的增加,Mg-4Al-0.5RE-xCa合金的腐蝕速率先降低后升高。Mg-4Al-0.5RE-0.8Ca合金具有最佳的耐蝕性能,與AE42合金相比,該合金腐蝕速率降低了71.4%,且合金的陽(yáng)極極化曲線(xiàn)出現(xiàn)明顯的鈍化現(xiàn)象。采用Ca替代RE元素提高合金的耐蝕性能可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn):RE元素的減少,降低了合金的陰極析出相的體積分?jǐn)?shù),導(dǎo)致形成微電池腐蝕的速率降低;隨著Ca元素添加,生成的Al_2Ca及Mg_2Ca相具有更低的電勢(shì),使得析出相與α-Mg基體的電勢(shì)差減小,導(dǎo)致合金發(fā)生電偶腐蝕的傾向變?nèi)?Ca和RE氧化物構(gòu)成的腐蝕膜更加穩(wěn)定且致密,阻礙了Cl~-對(duì)鎂基體的侵蝕。(2)0.5wt.%混合稀土(Y和Ce)添加到Mg-4Al-3Ca合金時(shí),粗大的漢字狀(Mg,Al)_2Ca相得到明顯細(xì)化,并生成了稀疏的彌散分布于α-Mg基體中的顆粒狀A(yù)l-RE相。隨著RE元素的增加,形成了連續(xù)的Al_2Ca和Mg_2Ca的共晶體及彌散分布于α-Mg基體的桿狀和顆粒狀A(yù)l-RE相。當(dāng)RE元素加入到Mg-4Al-3Ca合金中時(shí),合金的腐蝕速率先顯著降低而后略微上升。Mg-4Al-3Ca-0.5RE合金具有最佳的耐蝕性能,與AX43合金相比,腐蝕速率降低了89.5%,且Mg-4Al-3Ca-0.5RE合金陽(yáng)極極化曲線(xiàn)表現(xiàn)出明顯的鈍化現(xiàn)象�；旌舷⊥猎赜绊懞辖鹉臀g性能歸因于以下幾點(diǎn):微量RE元素的添加凈化了合金組織,進(jìn)一步達(dá)到去氫除氧除雜質(zhì)的作用;微量的RE元素顯著改變了合金的腐蝕膜,使得腐蝕膜變得穩(wěn)定且致密,阻礙了Cl~-對(duì)合金表面的侵蝕;過(guò)量的RE會(huì)增加陰極析出相的體積分?jǐn)?shù),導(dǎo)致形成微電池腐蝕的速率升高。(3)在腐蝕初期,Mg-4Al-3Ca-0.5RE合金以絲狀腐蝕為主,隨著腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行,腐蝕絲逐漸延伸,被腐蝕的區(qū)域作為腐蝕陰極,與腐蝕絲前端的鎂基體發(fā)生電耦合反應(yīng),導(dǎo)致鎂基體發(fā)生溶解反應(yīng)。相同腐蝕情況下的Mg-4Al-0.5RE-0.8Ca合金以點(diǎn)蝕為主,隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),點(diǎn)蝕坑逐漸縱向延伸,鎂基體內(nèi)部發(fā)生腐蝕,最終導(dǎo)致嚴(yán)重的局部腐蝕。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TG146.22
【部分圖文】：

圖 1-1 擠壓鑄造工藝流程擠壓鑄造工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)[64]：（1）鑄件致密度高 擠壓鑄造采用外加壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)流變補(bǔ)縮，所以鑄件中常見(jiàn)的縮孔和縮松缺陷，同時(shí)鑄件組織致密、晶粒細(xì)小。

圖 2-1 課題采取的技術(shù)路線(xiàn)文首先探討了 Ca 含量對(duì)低稀土 Mg-4Al-0.5RE-xCa (x=0.3, 0.8, 1.組織及腐蝕行為的影響。通過(guò) OM、XRD、EPMA 及 SEM 對(duì)不的微觀形貌、物相構(gòu)成、合金表面元素分布等進(jìn)行了研究，通過(guò)靜

電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)工作示意圖

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本文編號(hào)：2831703