汽车发动机冷却液中AZ91D镁合金的腐蚀行为

近来AZ91 D镁合金被用到汽车发动机中,而以往对其在冷却液中腐蚀行为的报道较少.采用浸泡和电化学测试方法,研究了汽车发动机用材AZ91D镁合金在不同体积分数乙二醇模拟冷却液中的腐蚀行为及腐蚀机理.结果表明:随着乙二醇体积分数的增加,AZ91D镁合金的腐蚀速率呈现先降低后增加的趋势,在乙二醇体积分数为80％时腐蚀速率最小,合金的腐蚀速率随着腐蚀时间的延长呈降低趋势;AZ91D镁合金在乙二醇-水溶液中会形成具有自愈合作用的MgO/Mg (OH)2腐蚀产物膜,可以对合金表面起到良好的保护作用;AZ91D合金在乙二醇-水溶液中以析氢腐蚀为主,而在纯乙二醇中以Mg和乙二醇的化学腐蚀为主.     

应变速率对AZ91D镁合金力学行为影响

本文通过静态拉伸试验机和高应变速率冲击拉伸试验装置,对AZ91D压铸镁合金分别进行了不同应变率下(10-4、10-2、300和1400s-1)拉伸力学性能的试验,获得了各应变速率下完整的应力-应变曲线.并通过扫描电镜对其拉伸断口进行分析.试验结果表明,其屈服应力(σs)、拉伸强度(σb)随着应变速率的增加而增加,失稳应变(εb)则随着应变速率的增加而有所减小;而弹性模量则对应变率不敏感.采用John-son-Cook材料模型描述AZ91D镁合金应变速率相关的应力应变本构模型,其拟合结果和实验结果基本相吻合.扫描电镜断口分析结果表明,动态和静态的断裂方式基本相同,都是以准解理断裂特征为主,局部区域伴有解理断裂;存在典型的缩松断裂形貌.     

镁合金AZ91D焊接组织及腐蚀行为研究

利用钨极氩弧焊(TIG)、光学显微镜和盐雾腐蚀实验以及电化学测试技术,研究了镁合金AZ91D焊接对焊缝组织及其耐蚀性的影响.实验表明:镁合金AZ91D焊缝组织为比母材晶粒细小的等轴晶粒,提高了焊缝区硬度.焊缝区耐蚀性较母材好,其腐蚀速度与热影响区接近,比母材低1倍.     

压铸AZ91D镁合金激光重熔区氢气孔的形成机制

为研究压铸镁合金熔化焊接气孔的形成机理,对厚度为6mm的AZ91D压铸镁合金和厚度为2.2mm的AZ71热挤压镁合金进行CO2激光局部重熔。采用扫描电子显微镜(SEM)观察气孔形貌,利用粒径分析软件Nano measure 1.2测量气孔的尺寸。结果表明:压铸镁合金重熔区气孔问题突出,少数粗大的宏观气孔形状不规则,内壁粗糙,具有明显的金属冲刷痕迹,均来源于母材预存微观气缩孔;多数微观气孔内壁光滑、呈倒喇叭形,属于氢致气孔。分析了氢致气孔的形成机制,建立了氢气孔形成过程的模型,并同实验照片进行了比较,发现所建立的模型能够很好地用来解释氢致气孔的形成过程。     

AZ91D镁合金在NaHCO_3薄液膜下的腐蚀行为

镁合金大气腐蚀的研究十分重要,而目前有关侵蚀性离子HCO_3~-在薄液膜下对镁合金腐蚀行为的研究报道较少。通过阴极极化曲线和电化学阻抗谱研究了AZ91D镁合金在NaHCO_3薄液膜下的腐蚀行为,详细讨论了液膜厚度、NaHCO_3浓度和时间等参数的影响,并用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行了表征。结果表明:随着液膜厚度的降低,阴极和阳极过程均受到限制,AZ91D镁合金腐蚀速率变小;NaHCO_3浓度增加会加剧AZ91D在薄液膜下的腐蚀;浸泡24.0 h后,本体溶液中腐蚀表现为均匀腐蚀,主要腐蚀产物为MgCO_3和Al_2O_3,而薄液膜下则表现为局部腐蚀,主要腐蚀产物为MgCO_3,Al_2O_3,MgCO_3·2H_2O和Mg_5(CO_3)_4(OH)_2·5H_2O。     

AZ91D压铸镁合金表面硅烷膜固化工艺的优化

为了进一步改善AZ91D压铸镁合金表面硅烷膜的耐蚀性能,将其在γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)溶液中进行浸渍.采用正交试验并结合单因素试验优选了硅烷成膜的主要固化工艺参数,包括固化温度与固化时间;通过中性盐雾试验(NSS)考察了优化工艺条件下所得硅烷膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了硅烷膜的表面微观形貌和成分.结果表明:固化温度对AZ91D压铸镁合金表面KH-550硅烷膜耐蚀性的影响更加显著,最佳固化工艺参数为固化温度120℃,固化时间60 min;以最佳固化工艺制备的KH-550硅烷膜中C,N,Si,O等元素的含量明显增加,膜层较厚且呈现均匀、致密的网状,对镁合金基体的防护能力大幅优于自然干燥条件下获得的硅烷膜.     

镁合金微弧氧化膜的耐蚀性及其在腐蚀介质下的磨损行为

在硅酸盐电解液体系中,采用电流密度为40mA/cm2的脉冲电流模式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,在其表面获得均匀的陶瓷膜层。随后对膜层的形貌、耐腐蚀性及其在腐蚀介质下的摩擦磨损行为进行了研究;结果表明:微弧氧化膜具有双层结构(疏松层和致密层),表面均匀,局部有裂纹;微弧氧化处理提高了镁合金的耐腐蚀性,经微弧氧化处理后试样的自腐蚀电位升高了94mV;在腐蚀环境下,膜层的耐磨性会降低,膜层磨损的机理随载荷大小不同而改变,小载荷时主要是磨粒磨损,高载荷时主要是结合力破坏而导致的剥层磨损。     

模拟体液中的尿酸对AZ31B镁合金腐蚀行为的影响

过去,探讨高尿酸浓度体液中AZ31B镁合金腐蚀状况的研究不多。采用开路电位、交流阻抗谱和失重法等研究了AZ31B镁合金在不同尿酸浓度的模拟体液中的腐蚀行为。结果表明:在模拟体液中尿酸会加快镁合金的腐蚀,但是尿酸加入量与腐蚀速度不是简单的线性关系,尿酸浓度较小时其对腐蚀速率影响较大,当尿酸浓度超过104μmol/L后,镁合金的腐蚀速率不再显著增大;镁合金的失重速率随着浸泡时间的延长而减小,经8~12 d的浸泡后,镁合金的腐蚀过程基本达到稳定状态。     

汽车用镁合金铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性

目前镁合金表面稀土-硅烷化改性多采用复合工艺,简单硅烷化处理研究较为少见。将不同含量的硝酸铈直接添加到KH-550硅烷溶液中,应用简单化学浸渍法在AZ91D压铸镁合金表面制备了铈盐改性硅烷复合膜;通过点滴腐蚀试验、全浸腐蚀试验和电化学交流阻抗谱评价了铈盐改性复合膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜和椭偏仪分析了铈盐改性复合膜的表面微观形貌和厚度。结果表明:与硅烷膜相比,铈盐改性硅烷复合膜较均匀、致密、平整,厚度明显增加;随着硝酸铈含量的增加,铈盐改性硅烷复合膜的耐蚀性能先上升后下降,当硝酸铈掺杂量达到0.50 g/L时,复合膜的耐蚀性能最佳;随盐水浸泡时间的延长,复合膜的低频阻抗值先增大后减小,表明其具有一定的"自修复"能力。     

SRB对AZgl镁合金在两种培养基中腐蚀行为的影响

采用浸泡法、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)研究了硫酸盐还原菌(SRB)在两种培养基中,对AZ91镁合金腐蚀行为的影响及其腐蚀机理.结果表明:在培养温度为(30±1)℃的条件下,SRB可以在AZ91表面附着、生长并形成生物膜,生物膜的存在抑制了AZ91的腐蚀.AZ91在含硫酸亚铁铵和维生素C的培养基中所形成的...     

激光熔化镁合金凝固组织及腐蚀行为

采用Nd:YAG毫秒脉冲激光器,在高纯氩气保护下扫描AZ91D镁合金样品,采用X射线衍射仪(XRD),光学显微镜,扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM)等对处理后镁合金表面形貌、组织、成分进行研究。使用模拟改性体液和质量分数为3.5%的NaCl溶液对实验样品进行腐蚀,观察腐蚀表面并计算材料腐蚀率。结果表明:在相同腐蚀时间下,与未被处理样品相比,激光处理后镁合金由于其显微组织中细化的α-Mg相与β-Mg_(17)Al_(12)相,及选择性气化现象和基体合金化学成分共同导致表面Al元素富集提高了表层的抗腐蚀性能;通过测算激光熔化区枝晶晶胞尺寸与冷却速率的关系得到其凝固方程。     

MB8镁合金化学转化膜的耐蚀性能

通过化学氧化工艺在MB8镁合金表面制备了化学转化膜,研究了氧化液种类、浓度对镁合金及表面转化膜的电化学腐蚀行为的影响,用扫描电镜观察了表面转化膜电化学腐蚀前后的微观形貌,用电化学分析系统测试了不同溶液中的塔菲尔极化曲线,并对MB8镁合金的氧化及电化学腐蚀行为进行了分析.结果表明,经1.5 min处理可以得到防护性能较好的氧化膜层,在0.5 mol/L H2SO4、0.5 mol/L NaOH和3.5%NaCl溶液中,带氧化膜镁合金的耐蚀性都比镁合金基体的耐蚀性好.     

三乙醇胺对镁合金的缓蚀效果及其吸附行为研究

为了研究三乙醇胺在氯化钠溶液中对镁合金的缓蚀效果,运用电化学工作站和扫描电子显微镜测试分析了镁合金在含三乙醇胺的氯化钠溶液中的微分电容曲线、表面覆盖度、循环极化曲线、电化学阻抗谱和表面微观形貌。结果表明:在氯化钠溶液中添加3 m L/L三乙醇胺时,镁合金与溶液界面的微分电容值减小,微分电容曲线出现电位平台,零电荷电位正移;随着阳极极化加强,三乙醇胺在镁合金表面覆盖度下降,产生阳极脱附现象;随着浸泡时间延长,镁合金表面出现裂缝,并逐渐发展为腐蚀孔,腐蚀产物分布在蚀孔周边,且易脱落。     

压铸镁合金在防冻液中的电偶腐蚀规律研究

研究了压铸AZ91D镁合金分别与A3钢、H62黄铜、LF21铝合金及356号铸铝偶接后在80 ℃汽车防冻液中的电偶腐蚀行为及规律.自然腐蚀电位、电偶电位和电偶电流的测量结果表明,压铸AZ91D镁合金在与上述4种材料构成的电偶对中始终是阳极,且电偶腐蚀的阳极过程在该体系中受到较大的阻滞.电偶腐蚀效应的分析结果表明AZ91D与4种材料偶接后其阳极溶解速度较其未偶接前上升不超过1个数量级,且4种电偶对的电偶腐蚀效应存在如下相对关系:γ356号铸铝＜γLF21＜γH62＜γA3.     

高压扭转对GW83K镁合金耐腐蚀性能的影响

采用高压扭转(HPT)工艺对Mg-8Gd-3Y-0.4Zr(GW83K)合金进行剧烈塑性变形加工,通过显微组织观察、物相分析、显微硬度测定、开路电位测试、动极化曲线测试、交流阻抗谱及扫描开尔文探针分析,对比研究了HPT前后GW83K合金的显微组织和耐蚀性。结果表明:经5圈高压扭转后,GW83K合金的晶粒细化不显著,物相结构亦无变化,晶粒中出现大量孪晶和位错,试样中心区域和边缘区域的晶粒尺寸无明显差异,但边缘区域硬度远高于中心区域。HPT后镁合金在空气中伏打电位较低,在3.5%(质量分数)NaCl溶液中浸泡时开路电位迅速稳定(约1h)但稳定值较负,腐蚀电流密度较大,电化学阻抗较小且随浸泡时间延长而减少,其耐蚀性不及未HPT加工的初始态合金。在0.1mol/L NaOH溶液中,浸泡初期初始态和HPT态合金开路电位较接近,交流阻抗相差不大,浸泡6h后初始态的电化学阻抗容抗弧直径则明显大于HPT态样品。极化曲线显示HPT态合金在碱性溶液中的维钝区间减小,维钝电流密度增大,初次击穿电压负移。HPT加工虽有助于镁合金表面快速形成钝化膜(不能有效保护基体),却使镁基体更活泼(溶解加速),GW83K镁合金耐蚀性下降。     

氧氮化硅/碳化硅材料在镁及AZ91镁合金液中的侵蚀行为

研究了氧氮化硅结合碳化硅(Si2N2O/SiC)材料在纯镁及AZ91镁合金液中的侵蚀行为.扫描电镜显示,金属与氧氮化硅结合碳化硅材料之间有一个很薄的过渡层,基体内部无金属渗入;X射线衍射分析表明,氧氮化硅结合碳化硅材料表面的SiO2与金属液之间发生了反应,形成了腐蚀产物层,SiC和Si2N2O未受到侵蚀;侵蚀动力学表明,当试样表面的SiO2消耗完毕、腐蚀产物在试样表面形成致密的覆盖层以后,试样几乎不再发生明显的侵蚀.     

镁合金腐蚀及其腐蚀形貌分形

分形维数能有效表征材料腐蚀程度,但目前未见用分形表征镁合金腐蚀的报道。主要介绍AZ31及AZ91D镁合金在不同时间腐蚀条件下腐蚀形态特征的变化,通过引入多重分形理论来描述镁合金表面腐蚀坑形态的分布。通过研究发现:镁合金在适当腐蚀时间内,腐蚀表面具有明显多重分形的特征,D(0)、D(1)、D(1)/D(0)、Δα和Δf等特征值反映了腐蚀坑分布的非均匀质特征;AZ31镁合金的腐蚀速率较快,腐蚀时间过长,其表面几乎全部腐蚀,很难表现出多重分形特征;AZ91D镁合金的多重分形中特征值D(1)和Δα、D(1)和Δf、D(1)/D(0)和Δα、D(1)/D(0)和Δf都具有线性关系。