az91镁合金在nacl溶液中腐蚀速率的测定

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1、1绪论随着经济社会的快速发展，金属材料的消耗与日俱增，金属矿产资源逐渐趋于枯竭。有资料表明有些金属（如铜、铅、锌等）只能持续几十年，有些金属（如铝、铁）也只能持续一百至三百年[1]。20世纪80年代中期以来，随着镁合金材料生产成本的降低，镁合金结构件成型工艺的改进及材料质量的提高，尤其是发达国家对汽车等交通工具能量消耗、废气污染及噪音限制的要求，镁合金以其比强度高、减震性能好、可回收再利用及工艺性能优越等一系列的优点脱颖而出，正逐步成为当前金属材料发展的新方向。1．1镁合金综述1.1.1概述镁是地球上储量最丰富的元素之一，在地壳表层金属矿

2、的含量为2.30%，位居常用金属元素第8位，在盐湖及海洋众多的含量也十分可观，如海水中镁含量达2.11×1015t，可以说取之不尽用之不竭。但人类完全认识镁却比较晚。镁元素于1808被HumphreyDavy爵士在镁的氧化物首次发现。1828年，法国科学家AntoineAlexanderBussy用金属钾第一次从熔融的氯化镁中置换出金属镁[2]。在1个大气压下，纯镁的晶体结构为密排六方，其密度为1.728g/cm3(20℃)，仅为铝密度的2/3，钢密度的2/9。在25℃时的晶格常数为a=0.3202nm，c=0.5199nm；晶胞的轴比为

3、c/a=1.624。配位数等于12时的原子半径为0.1620nm。镁的其它一些重要的物理常数见表1-1[3]。纯镁的优点很多，但是力学性能较低，其应用范围受到很大限制。通过在纯镁中添加合金化元素，可以显著改善镁的物理、化学和力学性能。根据实际需要人们已经开发出为数众多的镁合金，近年来在汽车、航空、航天、军事装备和IT产业中倍受青睐。表1-1纯镁的一些重要物理参数[3]熔点/沸点/燃烧热/熔化热/感应电流透入深度/μm℃℃KJ·Kg-1KJ·kg-11MHz10MHz100MHz1000MHz650.0110325020368.0108.0

4、34.2010.803.4201.1.2镁合金基本性质目前，以纯镁为基体，通过加入适量的铝、锌、锰、锂、钙、锆和稀土等合金化元素开发了一系列具有较高强度的镁合金，同时保留了纯镁密度低、减振性好和电磁屏蔽性强等优点。其中最具代表性，并被广泛使用的是铸造镁合金，见表1-2[4]。铸造镁合金的独特性能主要包括以下几个方面[5]。(1)较高的比强度和比刚度对于常用的铸造镁合金，除了Mg-Li超轻镁合金外，由于加入了密度比镁大的合金化元素，合金密度略有增加。镁合金在继承了了纯镁低密度的特点的同时较大幅度地提高了自身的刚度和强度。在常用的结构材料中，

5、镁合金成为仅次于钛合金的具有较高比强度的合金，其比刚度更是远非其它材料可及，见图1-1。图1-1常用结构材料的比强度和比刚度(2)卓越的减震性镁合金材料具有较高的振动吸收性，减振能力优于铝，更强于钢。因此对于重复、连续运动的零部件，采用镁合金材料，可吸收振动，延长寿命。(3)良好的散热性镁合金的散热性能不但比塑料高得多，甚至也比铝合金略胜一筹。在相同体积下，镁合金件的蓄热能力要远比铝合金件低，但二者的散热能力却相差无几。由于镁合金压铸成型性能比铝合金的成型性好，镁合金压铸件可以比铝合金压铸件的壁厚做得更薄、形状更复杂，考虑到这些尺寸因素对

6、散热性的影响，镁合金压铸件加热与散热往往比铝合金压铸件要快，工程塑料更是无法与之相比。(4)突出的电磁屏蔽性镁合金还具有很高的屏蔽电磁干扰的性能。镁合金电子器件壳体不做表面处理就能获得很好的屏蔽效果。(5)优异的加工性铸造镁合金的铸造性能良好，镁合金压铸件的最小壁厚可达0.6mm，镁的结晶潜热比铝小，在模具内凝固快，生产率比压铸铝件高出40-50%，最高可达两倍。镁合金的切削抗力小，其切削动力指数约为软钢的1/6，铅的1/2，能在非常高的切削速度及较大的进刀量下加工，镁屑易断裂，机加工所耗能量比任何金属都低，工件的生产周期短，生产效率较高

7、。镁合金机加工多在干状态下进行，可不用切削液改善零件表面加工质量、减少摩擦力和提高刀具寿命，不须磨削和抛光便能获得平滑光洁的表面。(6)优良的尺寸稳定性据测定，在95℃下，镁合金基本无变形，零件的尺寸稳定性好。(7)易于回收性镁合金还是非常易于回收的材料。镁合金的熔化潜热比铝合金低，熔炼消耗的能量低。更为重要的是，合金中的杂质可以通过相对简单的冶金的方法清除。镁合金的可回收性更是塑料更无法比拟的。显然，镁合金的这些特性非常适合于汽车，航天，电子等产业的迫切需求，被称为“时代金属”、“绿色材料”和“21世纪金属”。表1-2常用的铸造镁合金主

8、要成分[4]合金AlZnMnSiCuNiFe其他AZ91D8.3000.35000.1500≤≤≤≤≤~9.700~1.000~0.50000.01000.03000.0020.0050.02