采用光學顯微鏡、掃描電鏡等研究了經(jīng)不同溫度固溶及時效處理后Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金的顯微組織,利用質(zhì)量損失法、析氫法和電化學法測試了熱處理后合金在模擬體液中的腐蝕性能。結(jié)果表明:經(jīng)過固溶與時效處理之后,合金組織呈樹枝狀,在晶界或晶粒內(nèi)部觀察到層片狀長周期堆垛有序（LPSO）結(jié)構(gòu);隨著固溶溫度的升高,共晶相逐漸減少,而晶粒內(nèi)逐漸析出塊狀的析出相。由質(zhì)量損失法和析氫法可知,隨著固溶溫度的增加,合金的腐蝕速率先增加后降低;固溶溫度分別為370、420、470和520℃的合金的腐蝕電流密度分別為3.18×10^-4、5.89×10^-4、2.91×10^-4和2.74×10^-4 A·cm^-2,與浸泡法得到的趨勢一致。不同溫度固溶處理的合金在模擬體液（SBF）中的腐蝕速率從高到低的順序為:420℃>370℃>470℃>520℃,均低于鑄態(tài)合金的腐蝕速率,且520℃固溶處理的合金的腐蝕速率最小,約為鑄態(tài)合金腐蝕速率的1/10,表明T6處理可顯著提高合金的耐蝕性能。 

【文章來源】：材料熱處理學報. 2020,41(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在不同熱處理狀態(tài)下的光學顯微組織照片

為了更直觀地展示每浸泡24 h合金的腐蝕速率,將120 h的析氫曲線轉(zhuǎn)變?yōu)槊?4 h的平均腐蝕速率,如圖6所示�？梢钥闯�,隨著浸泡時間的增加,T6-420的腐蝕速率明顯加快,T6-370的腐蝕速率增幅較緩,T6-470與T6-520的腐蝕速率在各個時間段內(nèi)的總體趨勢為先減小后增大,但趨勢比較平穩(wěn)。圖7為Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在SBF中的極化曲線圖。4種不同固溶溫度處理后合金的腐蝕電位分別為-1.449 V、-1.328 V、-1.475 V和-1.509 V,腐蝕電位從高到低的順序為:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520。腐蝕電位從熱力學角度反映了合金的腐蝕傾向,腐蝕電位越負,合金的腐蝕傾向越大。因此,從熱力學角度來看,T6-420的耐蝕性最好;然而腐蝕電位的高低與腐蝕速率并沒有直接的關(guān)系,腐蝕電流密度從動力學角度決定了合金的腐蝕速率,4種不同固溶溫度處理后合金的腐蝕電流密度分別為3.18×10-4、5.89×10-4、2.91×10-4和2.74×10-4 A·cm-2,即腐蝕速率從大到小的順序為:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520,T6-420的腐蝕電流密度最高,耐蝕性最差,而其余各態(tài)合金的腐蝕電流密度相差較小,極化曲線獲得的腐蝕速率沒有質(zhì)量損失法獲得的腐蝕速率差別明顯。這主要是因為電化學測試為合金的瞬時腐蝕速率,而質(zhì)量損失法的腐蝕速率為合金在SBF中浸泡120 h后的平均腐蝕速率。從圖5的析氫曲線中也可以看出,4種不同固溶溫度處理后合金在前30 min內(nèi)總析氫量差別不大。

圖7為Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在SBF中的極化曲線圖。4種不同固溶溫度處理后合金的腐蝕電位分別為-1.449 V、-1.328 V、-1.475 V和-1.509 V,腐蝕電位從高到低的順序為:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520。腐蝕電位從熱力學角度反映了合金的腐蝕傾向,腐蝕電位越負,合金的腐蝕傾向越大。因此,從熱力學角度來看,T6-420的耐蝕性最好;然而腐蝕電位的高低與腐蝕速率并沒有直接的關(guān)系,腐蝕電流密度從動力學角度決定了合金的腐蝕速率,4種不同固溶溫度處理后合金的腐蝕電流密度分別為3.18×10-4、5.89×10-4、2.91×10-4和2.74×10-4 A·cm-2,即腐蝕速率從大到小的順序為:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520,T6-420的腐蝕電流密度最高,耐蝕性最差,而其余各態(tài)合金的腐蝕電流密度相差較小,極化曲線獲得的腐蝕速率沒有質(zhì)量損失法獲得的腐蝕速率差別明顯。這主要是因為電化學測試為合金的瞬時腐蝕速率,而質(zhì)量損失法的腐蝕速率為合金在SBF中浸泡120 h后的平均腐蝕速率。從圖5的析氫曲線中也可以看出,4種不同固溶溫度處理后合金在前30 min內(nèi)總析氫量差別不大。以上3種測試方法均表明T6-520合金的耐蝕性最好,其質(zhì)量損失腐蝕速率為0.052 mg·cm-2·h-1,而T6-420合金的耐蝕性最差,質(zhì)量損失腐蝕速率為0.404 mg·cm-2·h-1,約是T6-520的8倍,而鑄態(tài)合金的腐蝕速率為0.495 mg·cm-2·h-1,即經(jīng)過T6處理后合金的腐蝕速率下降,但不同固溶溫度對合金腐蝕速率的影響不同。

【參考文獻】：
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