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第二相和缺陷對鎂錳鈣合金腐蝕性能的影響

發(fā)布時間:2017-10-23 22:22

  本文關鍵詞:第二相和缺陷對鎂錳鈣合金腐蝕性能的影響


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【摘要】:現(xiàn)階段鎂合金已經(jīng)在各個行業(yè)和領域里面得到了及其廣泛的引用,其主要原因還是鎂合金具有非常良好的機械性能,而且鎂合金在許多的應用技術上已經(jīng)取得了很大的進步和發(fā)展,但是由于鎂合金的抗腐蝕性能較差從而導致了其在一些特殊行業(yè)里的應用得到了較大的限制。本課題將著重研究鎂合金的腐蝕性能,通過采用不同的合金化組成方式,研究不同合金成分的鎂合金在氯化鈉水溶液中的腐蝕不同時間的腐蝕形貌,同時還著重研究了第二相與鑄造缺陷對于鎂合金腐蝕行為的影響。 本實驗采用金屬模鑄造的方法鑄出了Mg-2Mn-xCa(X=0.6,0.8,1.0)三種不同鈣含量的鑄態(tài)鎂合金,并對三種不同成分的鑄態(tài)鎂合金做了進一步的固溶時效處理。另外還利用光學顯微鏡、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡和能譜儀以及激光共聚焦顯微鏡分別研究了鑄態(tài)和固溶態(tài)合金中的第二相及鑄造缺陷對合金的金相組織、物相結構、成分分布及合金腐蝕性能的影響。 實驗表明:鑄態(tài)和固溶態(tài)鎂合金是由α-Mg基體、Mg2Ca相、β-Mn單質相構成的,而且鑄態(tài)和固溶態(tài)的鎂合金中的晶粒隨著鈣元素含量的提升而變細。并且對于鈣元素含量相同的鑄態(tài)和固溶態(tài)鎂合金,在經(jīng)過固溶處理之后獲得的固溶態(tài)鎂合金的晶粒稍微變大。 通過對鎂合金進行X射線衍射分析可知:鑄態(tài)鎂合金是由α-Mg相、分布于晶界處的網(wǎng)狀Mg2Ca相和附著在基體上的顆粒狀β-Mn單質相組成,而且鑄態(tài)鎂合金在經(jīng)過固溶時效處理之后,存在于合金晶界處的網(wǎng)狀析出相基本全部固溶到了鎂基體中。而在固溶態(tài)Mg-2Mn-XCa合金中,合金的晶粒尺寸也是伴隨著鈣元素含量的增加而變細的,但是與鑄態(tài)合金相比,固溶態(tài)合金的晶粒尺寸更大,經(jīng)過固溶處理之后的合金晶界處的網(wǎng)狀Mg2Ca相已全部固溶到鎂基體內,錳單質析出相變成細長條狀或細小的顆粒狀時效析出相分布在鎂基體上。 通過對合金腐蝕全貌的分析,可以明顯看出試樣腐蝕前后缺陷處的表面面積并沒有變化,說明腐蝕并不會造成鑄造缺陷形貌在橫向上的進一步擴展。這主要是因為實驗中合金缺陷多為氣孔與疏松缺陷,根據(jù)合金鑄造凝固知識可知,鑄造缺陷處的合金表面組織多為未結合的枝晶露頭,含有較少的可作為陰極點位的第二相,對基體只引起較輕的電偶腐蝕,因此對合金腐蝕有較輕的影響。 通過觀察Mg-2Mn-XCa合金在0.35%NaCl溶液中腐蝕不同時間合金表面形貌的變化,可知合金經(jīng)過固溶處理之后耐蝕性能與鑄態(tài)合金相比有顯著提高,且Mg-2Mn-0.8Ca(T4)合金的抗腐蝕性能最好,,這主要是因為合金晶界處的析出相已全部固溶到鎂合金基體內,這使得基體內出現(xiàn)了很多彌散分布的第二相,在腐蝕介質的作用下,合金主要是從基體內的析出相處開始進行腐蝕的,溶解到鎂基體內的鈣元素使得基體的抗腐蝕性能得到了很大的提高,因此固溶態(tài)合金的抗腐蝕性能在整體上比鑄態(tài)合金要好,且合金中鈣元素的含量在0.8%最適宜。 根據(jù)對合金腐蝕全貌的分析可知合金缺陷處未被腐蝕,那只是合金缺陷處的面積不會隨著腐蝕時間的延長而變大,但是合金缺陷處的深度卻會隨著腐蝕時間的延長而變大,從中可以得出結論:合金在基體上的缺陷處的腐蝕是從合金底部開始的,會慢慢的加深腐蝕坑的深度。但是合金位于晶界上的缺陷隨著腐蝕時間的延長深度反而會降低,其原因可能與晶界上存在的第二相有關,在晶界處存在的一些金屬化合物可能會對腐蝕存在一定的影響。
【關鍵詞】:鎂錳鈣合金 鑄造缺陷 腐蝕性能 第二相
【學位授予單位】:吉林大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TG146.22
【目錄】:
  • 摘要4-6
  • Abstract6-10
  • 第一章 緒論10-23
  • 1.1 鎂及鎂合金10-16
  • 1.1.1 鎂的性質10-12
  • 1.1.2 鎂的合金化12-13
  • 1.1.3 鎂合金的分類13-14
  • 1.1.4 鎂合金的熱處理14-15
  • 1.1.5 鎂合金的應用15-16
  • 1.2 鎂合金的腐蝕行為16-20
  • 1.2.1 鎂合金的腐蝕類型16-18
  • 1.2.2 鎂合金的腐蝕機理18
  • 1.2.3 影響鎂合金腐蝕的因素18-20
  • 1.3 鎂合金的腐蝕研究現(xiàn)狀20-21
  • 1.4 課題研究的意義21-22
  • 1.5 課題研究的內容22-23
  • 第二章 實驗材料及方法23-29
  • 2.1 實驗樣品的制備24-25
  • 2.2 實驗設備25
  • 2.3 合金的熔煉25-26
  • 2.4 固溶時效熱處理26
  • 2.5 樣品組織分析26-27
  • 2.6 腐蝕性能測試27-29
  • 第三章 鑄態(tài) Mg-2Mn-xCa 實驗結果分析29-46
  • 3.1 鑄態(tài) Mg-2Mn-xCa 合金組織結構分析29-36
  • 3.2 鑄態(tài) Mg-2Mn-xCa 合金腐蝕性能的結果分析36-44
  • 3.3 Mg-2Mn-xCa 合金腐蝕全貌的分析44-45
  • 3.4 本章小結45-46
  • 第四章 固溶態(tài) Mg-2Mn-xCa 實驗結果分析46-63
  • 4.1 固溶態(tài) Mg-2Mn-xCa 合金組織結構分析46-52
  • 4.2 固溶態(tài) Mg-2Mn-xCa 合金腐蝕性能的結果分析52-58
  • 4.3 合金激光深度掃描分析58-61
  • 4.4 本章小結61-63
  • 第五章 結論63-64
  • 參考文獻64-67
  • 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 周海濤,馬春江,曾小勤,丁文江;變形鎂合金材料的研究進展[J];材料導報;2003年11期

2 顏廷亭;譚麗麗;熊黨生;張炳春;楊柯;;醫(yī)用鎂金屬材料的研究進展[J];材料導報;2008年01期

3 鄒宏輝,曾小勤,翟春泉,丁文江;鎂合金的強韌化進展[J];機械工程材料;2004年05期

4 丁文江;曾小勤;;中國Mg材料研發(fā)與應用[J];金屬學報;2010年11期



本文編號:1085675

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