镁合金腐蚀行为及机理研究进展

综述了镁合金的腐蚀特性、行为及机理, 以及介质环境和合金元素对镁合金腐蚀过程的影响规律,指出稀土合金化、微观结构优化、耐蚀性镁合金等是镁合金腐蚀防护的研究方向,并对镁合金腐蚀研究发展进行了展望。     

镁及镁合金在NaCl水溶液中的腐蚀行为

研究了纯Mg、AZ31和AZ91D镁合金在pH=12,浓度为5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,从腐蚀形貌和腐蚀速率等方面对其进行了定性和定量描述,并对其腐蚀杌理进行了探讨.随着腐蚀时间的延长,纯Mg,AZ31和AZ91D镁合金的腐蚀速率呈现出先急剧减小再缓慢降低,最后达到一个稳定值的趋势.同时,随着合金中Al含量的提高,镁合金腐蚀速率降低,因此AZ91D镁合金表现出比AZ31镁合金更好的耐腐蚀性能.     

微量稀土Sm对AZ80镁合金腐蚀性能的影响

通过静态失重法、电化学法、扫描电镜和XRD等手段研究微量Sm对AZ80镁合金的腐蚀性能和微观组织的影响.结果表明:Sm的加入使试验合金的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度减小,合金的耐蚀性得到提高.当Sm含量为0.6％时合金的腐蚀速率下降为3.3g·m-2·d-1仅为原始合金的25％.同时Sm在合金中形成Al3Sm相,改变了AZ80镁合金中β相(Mg17Al12)的数量和分布,使镁合金的腐蚀行为由较严重的局部腐蚀向均匀腐蚀转变.     

铈对AZ91压铸镁合金组织及电偶腐蚀性能的影响

采用微观分析、电偶腐蚀试验、极化曲线分析等方法对AZ91-xCe压铸镁合金(x=0,0.85,1.7%)的微观组织及电偶腐蚀行为进行了研究。结果表明:稀土Ce细化了-αMg、-βMg17Al12相,在合金中形成针状和块状金属间化合物Al11Ce3,通过优化合金微观结构,减少合金腐蚀表面的活性点,生成含有稀土氧化物的腐蚀产物膜,提高了AZ91镁合金的抗电偶腐蚀性能。     

Mg-Zn-Ca三元镁合金生物材料的腐蚀行为

以Zn与Ca为合金组元,采用熔融浇注法制备3种Ca含量分别为1%、2%和3%的Mg-Zn-Ca三元镁合金生物可降解材料,并对3种镁合金在Hank模拟体液中的质量损失腐蚀及电化学腐蚀行为进行研究。对不同腐蚀时间的合金表面形貌以及合金组织和相成分进行分析。结果表明:镁合金的腐蚀是从镁基相的点蚀开始的,含Ca量为1%的镁合金表现出良好的抗腐蚀性能;合金中Mg2Ca相的分布显著影响合金的耐腐蚀性能,合金体中Mg2Ca相的含量随着合金中Ca含量的增加而增加,导致合金的抗腐蚀性能变差。     

4种铸造镁合金在SBF溶液中的腐蚀行为研究

比较了ZK60、AM60、AZ31和AZ91D等4种铸造镁合金在SBF模拟体液中浸泡72 h的腐蚀性能。利用SEM观察了镁合金腐蚀后的显微形貌,根据失重法计算了镁合金的腐蚀速率,采用极化曲线和电化学阻抗方法进一步评价了镁合金的耐蚀性。研究表明,AZ91D合金腐蚀速率最低,并且呈均匀腐蚀。AZ31合金耐蚀性最差,且点蚀严重,AM60和ZK60合金的耐蚀性相近。     

影响镁合金腐蚀性能的因素分析

重点分析了镁合金中常见合金元素的化学、电化学参数、合金元素含量、热处理状态等对镁合金腐蚀的影响,以及不同环境下镁合金的腐蚀特点.     

挤压镁合金腐蚀与防护研究进展

随着挤压镁合金的广泛应用,如何改善其较差的耐蚀性自然成为无可回避的重要研究课题。通过综合分析国内外挤压镁合金腐蚀研究领域的相关研究成果,从腐蚀行为与防护技术两个方面进行了讨论。挤压镁合金易于受到多种腐蚀形式的破坏,其腐蚀行为、性能和机理受到材料特性和腐蚀环境等多种因素的影响,表现出多样性和复杂性,特别是应力和腐蚀协同所用下的挤压镁合金失效行为,尚需开展深入研究。通过优化制备工艺参数、合金化和热处理等技术进行组织和成分优化,基于应力条件、不同的腐蚀环境,开发新型耐腐蚀挤压镁合金,对于提高挤压镁合金抗腐蚀性能,扩大其应用领域具有实用价值。电化学镀、化学转化膜、自修复涂层等涂层技术在合金表面形成钝化膜、陶瓷膜以及释放缓蚀剂,对挤压镁合金提供了有效防护。其中,自修复涂层能够有效解决涂层破损产生的局部腐蚀问题,极大地改善了膜层的防护性能,拥有良好的应用前景,是涂层研发的新方向。     

耐蚀镁合金研究与应用

综述了镁及其合金的腐蚀,国内外镁合金腐蚀研究现状,提高镁合金耐蚀性的方法,耐蚀镁合金研究与应用发展趋势等方面的情况。期望对耐蚀镁合金有一个较全面的了解。     

触变成形AZ91D镁合金在NaCl水溶液中腐蚀特征

通过SEM观察及采用EPMA测定和失重法，对3．5％NaCl水溶液中金属型铸造和触变成型镁合金AZ91D腐蚀行为及腐蚀后微观组织特征进行分析，表明触变成形镁合金的腐蚀速率小于金属型铸造合金的腐蚀速率，原因是微观组织的差异导致其耐蚀性不同；镁合金腐蚀电偶对是以α相和共晶α相作为阳极，β相作为阴极。阳极是被腐蚀相，腐蚀是分阶段分层次进行的，α相是腐蚀初期的被腐蚀相，共晶α相是后期被腐蚀的主要相，β相和共晶α相的相对位置和结构决定着后期腐蚀速率；触变成型中β相的偏析提高了合金的耐蚀性。     

Fe对镁合金性能的不良影响及其对应措施

Fe是镁及镁合金中的有害元素。介绍了镁合金中铁相的形态及其对镁合金组织性能的影响．综述了含Mn、B、Zr、Ti等镁合金除铁剂的研究现状及消除和改善铁相形态的措施,分析了影响除铁效果的因素,指出了今后镁合金除铁的研究方向是高效并确保镁合金良好的综合性能。     

可降解医用镁合金耐腐蚀性能研究进展

本文针对可降解吸收的医用镁合金的耐腐蚀性较差、在临床上的应用受到了很大的限制的问题,介绍了3种典型医用镁合金耐腐蚀性能的变化和近几年有关可降解医用镁合金的腐蚀研究进展,总结了研究可降解医用镁合金耐腐蚀性能的实验方法和结果。结论是未来医用镁合金既要充分发挥其可降解吸收的优点,又要把控好在人体服役期间的降解速度。     

超细晶镁合金的腐蚀与防护进展

总结了近年来经剧烈塑性变形加工后的超细晶镁合金的腐蚀与防护研究。镁合金的初始成分可能对剧烈塑性变形加工后样品耐蚀性的变化起主导性作用。对于纯镁及含有铝或稀土等致钝性元素的合金,如AZ系和WE系镁合金,绝大多数剧烈塑性变形加工会促进生成更致密的保护膜,因而可以提升镁合金的耐蚀性。对于不含此类元素的镁合金体系,如Mg-Zn系合金,由于生成了更多的腐蚀微电偶,等通道转角挤压或高压扭转加工引起的第二相颗粒的细化和分布会加速镁合金的腐蚀,但多轴等温锻造可以提升此类合金的耐蚀性,该技术值得更多的关注。在成分相似的情况下,组织的均匀性或者第二相变化情况的影响可能较晶粒尺寸和织构演变的影响更大。对加工后的镁合金进行热处理或者表面改性是进一步提升其耐蚀性的有效手段。相对于粗晶基体,超细晶基体表面改性后的涂层的耐蚀性往往更好,值得更多的研究关注。     

Comparison of corrosion behaviors of AZ31, AZ91, AM60 and ZK60 magnesium alloys

The corrosion behaviours of four kinds of rolled magnesium alloys of AZ31, AZ91, AM60 and ZK60 were studied in 1 mol/L sodium chloride solution. The results of EIS and potentiodynamic polarization show that the corrosion resistance of the four materials is ranked as ZK60＞AM60＞AZ31＞AZ91. The corrosion processes of the four magnesium alloys were also analyzed by SEM and energy dispersive spectroscopy(EDS). The results show that the corrosion patterns of the four alloys are localized corrosion and the galvanic couples formed by the second phase particles and the matrix are the main source of the localized corrosion of magnesium alloys. The corrosion resistance of the different magnesium alloys has direct relationship with the concentration of alloying elements and microstructure of magnesium alloys. The ratio of the β phase in AZ91 is higher than that in AZ31 and the β phase can form micro-galvanic cell with the alloy matrix, as a result, the corrosion resistance of AZ31 will be higher than AZ91. The manganese element in AM60 magnesium alloy can form the second phase particle of AlMnFe, which can reduce the Fe content in magnesium alloy matrix, purifying the microstructure of alloy, as a result, the corrosion resistance of AM60 is improved. However, due to the more noble galvanic couples of AlMnFe and matrix, the microscopic corrosion morphology of AM60 is more localized. The zirconium element in ZK60 magnesium alloy can refine grain, form stable compounds with Fe and Si, and purify the composition of alloy, which results in the good corrosion resistance of ZK60 magnesium alloy.     

生物医用镁合金耐蚀性的研究进展

镁合金具有优良的机械性能,与人体生物相容性好,尤其是具有可生物降解的特点,是一种很有前途的生物降解医用材料。综述了生物医用镁合金的研究进展,并阐明了其在人体内的降解机理及提高镁合金耐蚀性的改进方法,详细介绍了研究镁合金耐蚀性的方法,并指明了研究中存在的问题和未来发展方向。     

镁合金表面冷喷涂层防护研究进展

镁合金作为最轻质的金属结构材料,由于其密度低和比强度高等优良的物理和力学性能,在航空、航天、汽车以及电子等领域引起广泛关注。然而,镁合金化学性质活泼、耐腐蚀和耐磨损性差等缺点严重制约其进一步应用。近些年发展起来的冷喷涂技术,在固态下制备涂层,涂层致密且与基体结合良好,因此可为镁合金表面防护提供一种新的有效方法。主要综述了镁合金表面冷喷涂耐腐蚀涂层(纯铝、铝合金和复合材料涂层)和耐磨损涂层(合金和复合材料涂层),论述了影响冷喷涂层耐腐蚀、耐磨损以及其他力学性能(硬度和涂层/基体结合强度)的主要因素,包括杂质元素含量、合金种类以及复合材料涂层中陶瓷颗粒含量、尺寸和形貌等。对比了几种常用表面处理技术制备的纯铝涂层的耐腐蚀性能,并阐述了冷喷涂技术在镁合金表面防护方面的优势。此外,还分析了热处理对冷喷涂纯铝和复合材料涂层耐蚀性的影响。最后提出了目前冷喷涂技术在镁合金防护方面的局限性以及发展难题,对未来研究趋势进行了展望。     

Corrosion of magnesium alloys in commercial engine coolants

A number of magnesium alloys show promise as engine block materials. However, a critical issue for the automotive industry is corrosion of the engine block by the coolant and this could limit the use of magnesium engine blocks. This work assesses the corrosion performance of conventional magnesium alloy AZ91D and a recently developed engine block magnesium alloy AM‐SC1 in several commercial coolants. Immersion testing, hydrogen evolution measurement, galvanic current monitoring and the standard ASTM D1384 test were employed to reveal the corrosion performance of the magnesium alloys subjected to the coolants. The results show that the tested commercial coolants are corrosive to the magnesium alloys in terms of general and galvanic corrosion. The two magnesium alloys exhibited slightly different corrosion resistance to the coolants with AZ91D being more corrosion resistant than AM‐SC1. The corrosivity varied from coolant to coolant. Generally speaking, an organic‐acid based long life coolant was less corrosive to the magnesium alloys than a traditional coolant. Among the studied commercial coolants, Toyota long life coolant appeared to be the most promising one. In addition, it was found that potassium fluoride effectively inhibited corrosion of the magnesium alloys in the studied commercial coolants. Both general and galvanic corrosion rates were significantly decreased by addition of KF, and there were no evident side effects on the other engine block materials, such as copper, solder, brass, steel and aluminium alloys, in terms of their corrosion performance. The ASTM D 1384 test further confirmed these results and suggested that Toyota long life coolant with 1%wt KF addition is a promising coolant for magnesium engine blocks.     

稀土元素Ce和La合金化对AM60镁合金腐蚀行为的影响

采用电子探针-能谱分析,场发射扫描电镜X射线衍射等方法研究了稀土元素Ce和La合金化对AM60镁合金结构和耐蚀性能的影响.结果表明,Ce和La的加入可在AM60镁合金中形成了富含稀土元素的γ相（MgAlRE）;能有效抑制析氢,提高镁合金的耐蚀性能;改善镁合金在含Cl-溶液中的耐蚀性能;腐蚀产物膜的晶态主要成分为铝和锰的氧化物,并含有少量的稀土氧化物和氢氧化物.     

Corrosion behavior of magnesium and magnesium alloys

The automotive industry has crossed the threshold from using magnesium alloys in interior applications such as instrument panels and steering wheels to unprotected environment such as oil pan, cylinder head and wheels. The expanding territory of magnesium leads to new challenges.mainly environmental degradation of the alloys used and how they can be protected. The present critical review is aimed at understanding the corrosion behavior of magnesium and magnesium alloys in industrial and marine environments, and the effect of microstructure, additive elements and inhibitors on the corrosion mechanism.