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《南昌大学》 2018年
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Al_2Sm金属间化合物对AZ系镁合金耐腐蚀性能的研究

李晓  
【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Al_2Sm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Al_2Sm金属间化合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向试样上从15.98×10~(-4)下降至11.19×10~(-4) g·cm~(-2)·h~(-1),在纵向试样上从8.57×10~(-4)下降至6.20×10~(-4) g·cm~(-2)·h~(-1),电化学测试结果表明合金横向和纵向试样的腐蚀电位分别上升了98和62mV,电荷转移电阻则分别从1764和1756Ω·cm~2增加至2928和2408Ω·cm~2。这些结果均表明添加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Al_2Sm金属间化合物,还因为Al_2Sm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.%时腐蚀速率最低,此时合金的失重和析氢腐蚀速率分别为0.35 mg/cm~2day和0.029 ml/cm~2day,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-Mg_(17)Al_(12)相的分布有着显著影响:少量(0.5wt%)和过量(1.5wt.%)的Sm使得β-Mg_(17)Al_(12)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弱;而适量的Sm元素(1wt.%)使得合金中原本粗大、聚集的β-Mg_(17)Al_(12)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-Mg_(17)Al_(12)相的屏障作用。腐蚀形貌显示β-Mg_(17)Al_(12)相和Al_2Sm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.%时合金的腐蚀速率达到最低,分别为0.167mg/cm~2day和0.247ml/cm~2day。电化学结果表明此时合金具有最小的腐蚀电流密度(16.582 mA/cm~2),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-Mg_(17)Al_(12)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-Mg_(17)Al_(12)相枝晶组织逐渐消失,形成了颗粒状β-Mg_(17)Al_(12)相且分布更加均匀,这使得β-Mg_(17)Al_(12)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Al_2Sm颗粒均匀地分布在晶界与晶粒内部,因此增加了Al_2Sm相的对镁基体的保护能力。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。
【学位授予单位】:南昌大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TG178

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张明;贾瑞灵;张贵龙;郭锋;张伟;王福会;;含钇AZ91镁合金在连续浸泡与干湿交替环境中的腐蚀行为[J];中国有色金属学报;2015年12期
2 冯艳;刘莉;殷立勇;王日初;李晓庚;;稀土元素La对Mg-6Al-5Pb镁合金组织和腐蚀电化学行为的影响[J];中国有色金属学报;2015年10期
3 江民华;;稀土元素Sm对AM60镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响[J];热加工工艺;2015年04期
4 董凯辉;孙硕;宋影伟;单大勇;;镁合金新型氟钛酸盐电解液体系微弧氧化电参数的优化[J];中国有色金属学报;2014年09期
5 曹发和;夏妍;刘文娟;常林荣;张鉴清;;SECM基本原理及其在金属腐蚀中的应用[J];电化学;2013年05期
6 徐宏妍;李智勇;;AZ91D镁合金电偶腐蚀的研究[J];中国腐蚀与防护学报;2013年04期
7 王浩;文九巴;贺俊光;马景灵;杨永顺;邵海洋;;微量稀土Sm对AZ80镁合金腐蚀性能的影响[J];材料热处理学报;2013年04期
8 张康;马鸣龙;张奎;李兴刚;侯玉柏;鲍君峰;;超声处理对AZ80镁合金组织与性能的影响[J];有色金属(冶炼部分);2012年03期
9 余琨;薛新颖;毛大恒;李建平;胡亚男;李少君;;超声铸造对AZ31镁合金铸锭及热轧板材组织与性能的影响[J];中南大学学报(自然科学版);2011年07期
10 屈伟平;高崧;;镁合金的特点及应用现状[J];金属世界;2011年02期
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1 徐永东;稀土镁合金组织和性能研究[D];天津大学;2012年
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1 李丹;含稀土AZ91镁合金析出相腐蚀行为与其微结构的相关性[D];内蒙古工业大学;2016年
2 任婧;添加混合稀土Ce和La对AM60B镁合金的电化学行为[D];大连海事大学;2015年
3 谢理明;Nd合金化和热处理对Mg-6Zn-Mn合金耐腐蚀性能影响研究[D];南京航空航天大学;2014年
4 钟丽应;稀土元素对AZ91镁合金组织结构和腐蚀行为的影响[D];浙江大学;2008年
5 徐萍;Ce、Nd、Sr对AZ91镁合金显微组织和腐蚀性能的影响[D];武汉理工大学;2005年
6 黄亮;铝和稀土元素对镁合金在NaCl溶液中腐蚀行为的影响[D];中国科学院上海冶金研究所;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鹿博;姜良斌;张长强;;镁合金基体有机涂层起泡问题的研究与解决措施[J];工业控制计算机;2015年12期
2 董方;李晓谦;张敏;;大铸锭铝熔体中超声振动系统空化区域分析及实验研究[J];中南大学学报(自然科学版);2015年10期
3 侯军才;房中学;;纯Mg熔体净化工艺与纯镁阳极电化学性能研究[J];特种铸造及有色合金;2015年09期
4 刘宸旭;张津;朱阮利;高文;朱晓辉;;镁合金在盐溶液中的腐蚀产物及应用分析[J];表面技术;2015年05期
5 刘艳飞;张艳;于汶加;刘璇;;全球原镁需求预测及中国合理产能分析[J];资源科学;2015年05期
6 刘胤;刘时美;于鲁萍;刘军;姜伟;;镁合金的腐蚀与微弧氧化膜层研究[J];中国腐蚀与防护学报;2015年02期
7 李奕霏;杜忠泽;朱晓雅;刘立;刘长瑞;;镁合金板材轧制润滑技术的研究进展[J];热加工工艺;2015年07期
8 董凯辉;宋影伟;单大勇;孙硕;韩恩厚;;镁合金微弧氧化技术的研究进展[J];表面技术;2015年03期
9 江民华;;稀土元素Sm对AM60镁合金显微组织和耐腐蚀性能的影响[J];热加工工艺;2015年04期
10 王连庆;王建国;王红缨;;铝镁合金平面应力断裂韧性测试研究[J];中国测试;2015年01期
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1 王诗阳;Y_2O_3-W梯度材料的设计及抗热震和抗液态金属侵蚀性能[D];哈尔滨工程大学;2018年
2 刘利;Mg-Zn-Y合金显微组织及腐蚀行为研究[D];沈阳工业大学;2017年
3 钟丽萍;稀土镁合金导热性能及高导热镁合金研究[D];重庆大学;2016年
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1 武海旺;镁合金中温Ni-P-MWNTs化学复合镀及其镀层性能的研究[D];河北科技大学;2018年
2 李晓;Al_2Sm金属间化合物对AZ系镁合金耐腐蚀性能的研究[D];南昌大学;2018年
3 康飞祥;Mg、Cr、Si对5052铝合金结晶区间和性能的影响[D];郑州大学;2018年
4 付宇;ZG61稀土镁合金FSW接头组织与性能的研究[D];山东大学;2017年
5 俞良良;搅拌摩擦加工细晶AZ31镁合金腐蚀疲劳机理研究[D];西安建筑科技大学;2017年
6 尹雪雁;稀土镁合金扭转变形LPSO相演变及性能研究[D];中北大学;2017年
7 赵睿虎;动车组镁合金行李架的应用研究[D];兰州交通大学;2016年
8 尹斯奇;混合添加稀土Ce和La的AM60B镁合金耐腐蚀性与半导体性能研究[D];大连海事大学;2016年
9 张孟军;Mg-Al-Ca-Mn合金的显微组织、腐蚀性能及高温氧化行为研究[D];湖南大学;2016年
10 杨思宇;Mg-13Gd-4Y-2Zn-0.5Zr镁合金热压缩组织分析及LPSO相演变研究[D];中北大学;2016年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Li-na Zhang;Ruiling Jia;Dan Li;Wei Zhang;Feng Guo;;Effect of Intermetallic Phases on Corrosion Initiation of AZ91 Alloy With Rare Earth Y Addition[J];Journal of Materials Science & Technology;2015年05期
2 杨淼;刘耀辉;刘家安;宋雨来;;Corrosion and mechanical properties of AM50 magnesium alloy after being modified by 1 wt.% rare earth element gadolinium[J];Journal of Rare Earths;2014年06期
3 任凤丽;张治民;张素转;杨永彪;于建民;;Mg-8Gd-3Y-1Nd-0.5Zr稀土镁合金的均匀化热处理[J];热加工工艺;2014年04期
4 王军;朱秀荣;徐永东;王荣;聂景江;张立君;;稀土Ce和Y对AZ80镁合金组织和力学性能的影响[J];中国有色金属学报;2014年01期
5 薛平;李尧;罗德军;;添加稀土提高AZ91镁合金力学性能研究进展[J];金属材料与冶金工程;2013年06期
6 张晋涛;陈乐平;李志宏;;微量稀土Er对ZM5镁合金铸态组织与力学性能的影响[J];热加工工艺;2013年24期
7 李高林;文九巴;贺俊光;马景灵;杨永顺;李君峰;;稀土元素Nd对AZ80镁合金组织及耐蚀性能的影响[J];材料热处理学报;2013年12期
8 华群;胡志;揭小平;闫洪;饶远生;;钐含量对镁合金微观组织和力学性能的影响[J];铸造;2013年10期
9 李全安;陈志;程彬;周伟;;Gd对Mg?Gd?Y?Sm?Zr系稀土镁合金显微组织和抗腐蚀性能的影响[J];稀有金属与硬质合金;2013年04期
10 张新;李永军;张奎;王长顺;李宏伟;马鸣龙;张宝东;;Mg-Y镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀和电化学行为(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张舒淳;混合稀土La和Ce对AM60B镁合金耐蚀性能的影响[D];大连海事大学;2014年
2 孙文;腐蚀产物沉积对局部腐蚀行为影响的数值模拟[D];大连理工大学;2013年
3 冯芝勇;AZ91+x%La合金腐蚀行为的研究[D];太原理工大学;2013年
4 李高林;稀土(Y、Nd)对AZ80 镁合金耐腐蚀性能影响的研究[D];河南科技大学;2012年
5 李芳君;合金化元素对镁合金耐蚀性能的影响[D];重庆大学;2012年
6 刘敏娟;稀土元素对AZ31变形镁合金组织和性能的影响[D];太原科技大学;2010年
7 马怀营;镁储氢性能影响因素的研究[D];山东科技大学;2010年
8 陈广告;AZ91镁合金无熔剂冶炼工艺研究[D];中北大学;2009年
9 钮洁欣;稀土元素RE和碱土元素Sr的复合添加对AZ91D镁合金耐蚀性的影响[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2008年
10 钟丽应;稀土元素对AZ91镁合金组织结构和腐蚀行为的影响[D];浙江大学;2008年
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1 王柱兴;吕金旗;栗智鹏;;轻量化镁合金轮毂生产工艺研究[J];汽车工业研究;2018年06期
2 文丽华;宁慧燕;翁江翔;孙圣迪;王东胜;毕凤阳;徐莉;;屑挤压ZM6-3.5Ce镁合金的组织和力学性能[J];轻合金加工技术;2018年06期
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4 丁小凤;双远华;王清华;周研;苟毓俊;王军;林伟路;;AZ31镁合金无缝管斜轧穿孔新工艺研究[J];稀有金属材料与工程;2018年01期
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7 胡忠举;刘雁峰;卢立伟;伍贤鹏;刘楚明;;镁合金正挤压-弯曲剪切复合连续变形工艺及挤压力计算[J];中国有色金属学报;2018年05期
8 马立民;王海轩;张立新;陈文振;;稀土元素Y对挤压态Mg-Zn-Y-Zr合金的微观组织及力学性能的影响[J];精密成形工程;2018年02期
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1 段军鹏;基于稀土微合金化的往复挤压高强Mg-Zn-Zr合金组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
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4 李晓;Al_2Sm金属间化合物对AZ系镁合金耐腐蚀性能的研究[D];南昌大学;2018年
5 赵原野;镁合金棒材塑性变形机理分析[D];沈阳航空航天大学;2018年
6 马飞;可降解金属镁合金支架对成骨细胞功能的影响[D];兰州大学;2017年
7 符立波;AZ31镁合金低温准静态和冲击力学行为研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
8 陈幼筠;ZK60镁合金棒材热挤压工艺研究[D];合肥工业大学;2016年
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