Al2Sm金属间化合物对AZ系镁合金耐腐蚀性能的研究

《Al2Sm金属间化合物对AZ系镁合金耐腐蚀性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、：分类号：密级ｕＵＤＣ：学号：４０５９０６３１５０１４南昌大学硕士研究生学位论文Ａｌ２Ｓｍ金属间化合物对ＡＺ系镁合金耐腐蚀性能的研究ＳｔｕｄｏｎｔｈｅＣｏｒｒｏｓｉｏｎＲｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＡＺＳｅｒｉｅｓＭａｎｅｓｉｕｍＡｌｌｏｙｓｙｇｂｌ２ＳｍＩｎｔｅｒｒｍｅｔａｌｌｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓｙＡ李晓％培养单位（院、系）：机电工程学院指导教师姓名、职称：胡志副教授，申请学位的学科门类：工学学科专业名称：材料加工工程论文答辩日期：２０１８年

2、５月２７日知啊答辩委员会主席：ｆ评阅人：２０１８年月日摘要摘要AZ系镁合金以其优良的性能而广泛应用于汽车、航空、电子和医学等多种领域，但是较差的耐腐蚀性能而限制了其进一步的发展。本论文研究了稀土元素Sm合金化对热挤压态AZ31和铸态、超声AZ91镁合金的微观组织以及耐腐蚀性的影响。SEM和TEM的观察结果表明在AZ系镁合金中添加了Sm元素后形成了颗粒状弥散分布的Al2Sm金属间化合物，微区极化的结果表明其本身不仅具有较高的腐蚀电位(-1.01mV)，而且具有优良的钝化能力。这表明Al2Sm金属间化合

3、物自身耐腐蚀性较好，而且作为弱阴极相不会引发剧烈的微电偶腐蚀，同时可以作为屏障阻挡电解液与镁基体之间的接触，因此提高了镁合金的耐腐蚀性。对于热挤压态AZ31镁合金而言，稀土Sm的添加使得合金的腐蚀速率在横-4-4-2-1-4向试样上从15.98×10下降至11.19×10g·cm·h，在纵向试样上从8.57×10-4-2-1下降至6.20×10g·cm·h，电化学测试结果表明合金横向和纵向试样的腐蚀电2位分别上升了98和62mV，电荷转移电阻则分别从1764和1756Ω·cm增加至22928和2408Ω·cm。这些

4、结果均表明添加Sm后合金耐腐蚀性显著提升，其原因不仅是合金组织中形成了耐腐蚀性较好的Al2Sm金属间化合物，还因为Al2Sm相的形成细化了合金晶粒、促进合金动态再结晶过程的进行，从而显著减少了组织中的位错和孪晶等缺陷；同时使得合金中的强阴极相Al-Mn金属间化合物转变为弱阴极相Al-Mn-Sm金属间化合物，因此抑制了合金表面微电偶腐蚀的程度，同时也抑制了点蚀的发展。对于铸态AZ91镁合金而言，失重和析氢的结果表明随着Sm添加量的不断增多，合金的腐蚀速率呈现出先下降后上升的趋势。当稀土Sm的添加量为1wt.%2时腐蚀

5、速率最低，此时合金的失重和析氢腐蚀速率分别为0.35mg/cmday和20.029ml/cmday，大约为基体合金的73%和88%。同时电化学测试结果也表明AZ91-1.0Sm合金的腐蚀电流密度约为基体合金的1/3，极化电阻值约为基体合金的175.8%。通过对微观组织的观察发现Sm元素的添加量对合金中β-Mg17Al12相的分布有着显著影响：少量(0.5wt%)和过量(1.5wt.%)的Sm使得β-Mg17Al12相的分布更加均匀，但是形成的网状结构连续性较差，因此对耐腐蚀性的提升较II摘要弱；而适量的Sm元素(1

6、wt.%)使得合金中原本粗大、聚集的β-Mg17Al12枝晶组织转变为均匀、细小、连续的网状结构，可以有效提高β-Mg17Al12相的屏障作用。腐蚀形貌显示β-Mg17Al12相和Al2Sm相共同组成的网状结构抑制了腐蚀向合金深处发展的趋势，因此使得合金的耐腐蚀性增强。对于超声AZ91镁合金而言，失重和析氢的结果表明合金的腐蚀速率随着稀土Sm含量的增多而显著下降，当Sm元素添加量为1.5wt.%时合金的腐蚀速率22达到最低，分别为0.167mg/cmday和0.247ml/cmday。电化学结果表明此时合2金具有最

7、小的腐蚀电流密度(16.582mA/cm)，仅为基体合金的57.5%，并且腐蚀电位最正，相对于基体合金提高了34mV。合金微观形貌表明超声引起的空化和声流效应使得合金中部分β-Mg17Al12相枝晶熔断，转变为短棒状且趋于弥散分布；随着合金中稀土Sm的添加量不断增多，β-Mg17Al12相枝晶组织逐渐消失，形成了颗粒状β-Mg17Al12相且分布更加均匀，这使得β-Mg17Al12相所引起的微电偶腐蚀的程度显著减小。同时超声处理也使得更多细小的Al2Sm颗粒均匀地分布在晶界与晶粒内部，因此增加了Al2Sm相的对镁基

8、体的保护能力。腐蚀形貌表明合金表面严重的局部腐蚀转变为相对轻微的全面腐蚀，并且形成了覆盖面积更广、致密性更好的腐蚀产物层，从而显著提高了合金的耐腐蚀性。关键词：AZ系镁合金；稀土元素Sm；微观结构；耐腐蚀性；电化学；腐蚀形貌IIIAbstractABSTRACTAZseriesmagnesiumalloyhaswidelyusedinautomobile,a