本文采用了光學顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、超景深數(shù)字顯微鏡和電化學測試系統(tǒng)等多種實驗分析方法,研究了AZ91-3Ca鎂合金在400℃和500℃不同時間均勻化處理之后的組織結構的變化,并且研究了組織結構的變化對其耐蝕性能的影響。同時還研究了通過堿性、弱堿性和酸性溶液對AZ91-3Ca鎂合金處理后生成的化學轉(zhuǎn)化膜對合金表面的保護作用。實驗結論如下:(1)鑄態(tài)AZ91-3Ca主要由基體α-Mg相,β-Mg_(17)Al_(12)相和(Mg,Al)_2Ca相等構成,相界附近的α-Mg基體中Al元素的含量高于距離相界較遠的α-Mg基體中Al元素含量。(2)鑄態(tài)AZ91-3Ca鎂合金在溫度為400℃條件下均勻化處理0.5~24.0h之后,β-Mg_(17)Al_(12)相和(Mg,Al)_2Ca相沒有明顯溶解,α-Mg基體中靠近相界的Al元素的分布明顯趨于均勻。(3)AZ91-3Ca鎂合金在500℃均勻化處理2.0 h后,β-Mg_(17)Al_(12)相完全消失,生成一種含有Mg,Al,Zn,Ca四種合金元素的四元相,該四元相呈蜂窩狀。在500℃均勻化處理8.0 h后,α-Mg相中的Al元素已經(jīng)分布均勻,500℃均勻化處理24.0 h后,合金燒損。(4)AZ91-3Ca鎂合金在500℃均勻化處理的過程中,腐蝕機制發(fā)生變化,在未均勻化的試樣中,腐蝕主要是電偶腐蝕,均勻化處理16.0 h后,試樣主要表現(xiàn)為均勻腐蝕,耐蝕性能最佳,自腐蝕電位為-1330mV,電流密度為1.222×10~(-4)A/cm~2,在質(zhì)量分數(shù)為3.5%的NaCl溶液中浸泡32.0 h后的腐蝕速率為0.11mg/cm~2h。其主要原因是基體中的Al元素含量增加,提高了合金的自腐蝕電位。(5)經(jīng)過NaOH水溶液處理后的化學轉(zhuǎn)化膜呈絮狀,由Mg(OH)_2和CaO組成,合金表面的轉(zhuǎn)化膜在各相都分布比較均勻,基體α-Mg相的絮狀膜比較均勻致密,β-Mg_(17)Al_(12)相的表面膜呈碎羽毛狀,(Mg,Al)_2Ca相的表面膜呈深色絮狀。經(jīng)過NaOH水溶液處理后的AZ91-3Ca鎂合金的腐蝕速率減慢。(6)經(jīng)過NaF溶液處理后的化學轉(zhuǎn)化膜主要由顆粒狀的MgF_2構成,β-Mg_(17)Al_(12)相比(Mg,Al)_2Ca相更容易產(chǎn)生化學轉(zhuǎn)化膜,導致其膜層分布不均勻,隨著浸泡時間的延長,顆粒狀層逐漸長大,經(jīng)過96.0 h處理后的膜層厚約5μm。試樣隨著在NaF水溶液處理時間的延長,耐蝕性能逐漸提高。(7)經(jīng)過磷酸鹽-高錳酸鉀處理后的AZ91-3Ca鎂合金的表面呈典型的“干枯河狀”,在pH=4.5的溶液中生成的化學轉(zhuǎn)化膜對合金的表面保護作用較好,隨著pH的降低,生成的化學轉(zhuǎn)化膜對合金的保護作用降低。
【學位單位】：遼寧科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG146.22
【部分圖文】：

遼寧科技大學碩士學位論文1. 緒論鎂合金具有密度小、較高的比強度和比剛度、降低噪音能力、電磁屏蔽性（抗干擾性能）、易于加工和易回收等優(yōu)點，”工程材料。作為中國的優(yōu)勢金屬，鎂合金行業(yè)在國內(nèi)經(jīng)濟中高，鎂合金產(chǎn)量不斷增加，為我國的經(jīng)濟增長做出了巨大的但是，鎂的標準電極電位比較低，極易發(fā)生腐蝕。鎂合金在化膜稀疏多孔，非常容易引起點蝕，使基體不能得到保護，導圍受到很大的限制。因此，研究鎂合金的耐蝕性能和表面處蝕，提高鎂合金的使用年限，拓展鎂合金的應用，具有非常重

圖 1.2 鎂的密排六方結構Fig. 1.2 The dense hexagonal structure of magnesium性變形導致鎂的晶格構造發(fā)生變化，滑移面沿著滑移方向開始移動小于 225℃時，滑移面(0001)和滑移方向< 11 20>是鎂合金中唯一可系。變形溫度增大到 225℃以上時，滑移系增加了｛ 101 1｝< 11 20>和｛>，所以鎂合金在較高溫度變形時其塑性變好。孿晶主要出現(xiàn)在｛，在高溫條件下｛ 101 3｝晶面上也可出現(xiàn)孿晶[3,4]。

圖 1.2 鎂的密排六方結構Fig. 1.2 The dense hexagonal structure of magnesium塑性變形導致鎂的晶格構造發(fā)生變化，滑移面沿著滑移方向開始移動，當變形溫度小于 225℃時，滑移面(0001)和滑移方向< 11 20>是鎂合金中唯一可以開動的滑移系。變形溫度增大到 225℃以上時，滑移系增加了｛ 101 1｝< 11 20>和｛ 101 1｝< >，所以鎂合金在較高溫度變形時其塑性變好。孿晶主要出現(xiàn)在｛ 101 2｝晶面上，在高溫條件下｛ 101 3｝晶面上也可出現(xiàn)孿晶[3,4]。

【參考文獻】

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本文編號：2819383