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1、第15届全国腐蚀与表面保护技术研讨会暨首届全国腐蚀与表面保护技术青年论坛论文集钕对铸态ZK60镁合金组织和耐腐蚀性能的影响芦笙,侯志丹,徐荣远,卢克斌,顾磊刚(江苏科技大学材料科学与工程学院,江苏镇江212003)摘要:通过金相观察、扫描电镜、XRD、静态失重法以及极化曲线等方法,研究了稀土元素Nd对铸态ZK60镁合金组织和腐蚀行为的影响。结果表明:Nd的加入细化了微观组织,产生了Mg12Nd相,减缓了ZK60镁合金在NaCl溶液中的腐蚀速率。进而探讨了显微组织与腐蚀性能之间的关系。关键词:ZK60合金;Nd;微观结构;腐蚀EffectofNdonCor
2、rosionResistanceofas-castZK60MagnesiumAlloyHouZhidan,LuSheng,XuRongyuan,LuKebin,GuLeigang(DepartmentofMaterialsScienceandEngineering,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang,Jiangsu212003)Abstract:TheeffectofNdonmicrostructureandcorrosionbehaviorofZK60magnesiumwasstudied
3、byOM,SEM,XRD,staticweight-losstestandpolarizationcurvetest.TheresultsshowedthatNdrepresentstheabilitytorefinethemicrostructureandimprovecorrosionresistanceofZK60magnesiumalloyobviously.Therelationshipbetweenmicrostructureandcorrosionperformancewasdiscussed.Keywords:ZK60alloy;Nd;M
4、icrostructure;Corrosion镁合金由于密度小,比强度高,尺寸稳定性和导热率高,机械性能好,且产品易于回收利用,而有望成[1~2]为21世纪重要的商用轻质结构材料。因此,镁基合金吸引了汽车及航空等领域工作者的广泛注意。[3]现今镁合金的发展主要致力于高强、高韧、优良的耐腐蚀性,其中变形镁合金中的ZK60具有最高的[4]强度,良好的塑性。镁合金耐腐蚀性能差的缺点却严重制约了其大规模应用,ZK60合金也不例外,目前有关ZK60合金组织与力学性能的研究不少,但有关其腐蚀性能的研究国内外却鲜有报道。合金的[5]显微组织、微区成分以及第二相的数量与
5、分布对合金的腐蚀行为有很大的影响,为此,尝试在ZK60合金中添加稀土元素Nd,以期改善ZK60合金的耐腐蚀性能,这将有助于研究和开发具有优良综合力学性能和良好耐蚀性的新型变形镁合金。*基金项目:江苏省先进焊接技术重点实验室资助项目(JSAWT-06-08);江苏省研究生创新计划2007年资助项目*作者简介:芦笙,博士,教授,材料学院副院长;lusheng119@yahoo.com.cn—42—第15届全国腐蚀与表面保护技术研讨会暨首届全国腐蚀与表面保护技术青年论坛论文集1试验方法1.1熔铸工艺ZK60-1%Nd合金在井式坩埚电阻炉中熔制。合金元素分别以纯
6、镁、纯锌及Mg-31%Zr和Mg-25%Nd中间合金的形式添加。熔炼期间使用自行配置的RJ6熔剂(成分为55%KCl,15%BaCl2,28%CaCl,2%CaF2)对熔体进行覆盖和精炼,精炼后扒出表面的熔渣,撒上新熔剂,升温至800℃保温15-20分钟,720℃左右浇入被预热到260℃左右的低碳钢金属型中。熔炼合金和商用ZK60合金的化学成分如表1所示。表1实验合金的化学成分(质量分数%)ZnZrNdYMgZK60-1%Nd6.00.61.0/balanceZK605.30.67/0.39balance1.2腐蚀试验(1)静态失重法采用静态失重法测定合
7、金在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀速率。溶液PH值为7~7.5,温度为25℃左右,试样尺寸大小为30mm×30mm×3mm,浸泡前所有试样经金相砂纸研磨处理,用游标卡尺测量其精确尺寸(长,宽,厚),用酒精、丙酮清洗表面油物,干燥后用精度为±0.0001g的电子天平称量腐蚀前各试样的初始质量W0。实验过程中将试样悬挂与溶液中,每隔一天取出,并用铬酸(200g/LCrO3和10g/LAgNO3)清除试样表面的腐蚀产物,冷风吹干后用天平称量清除腐蚀产物后试样的质量W1,计算腐蚀速率:V=(W0-W1)/ST式中:S为试样表面积;T为腐蚀的时间;结果为两块平行试
8、样的平均值。(2)极化曲线法采用EGM283恒电位仪测试系统测试试样在3.5%w