镁合金点蚀的研究进展

总结了国内外针对镁合金点蚀的最新研究成果,特别是腐蚀环境和微观结构对镁合金点蚀的萌生和发展的影响规律;介绍了新型微区原位技术在镁合金点蚀研究上的应用,并指出将微区原位技术与传统腐蚀研究方法相结合是揭示镁合金点蚀机理的重要手段。同时,提出了可减缓镁合金点蚀的方法。最后,对未来镁合金点蚀的研究重点和方向进行了分析和展望,以期对解决镁合金点蚀问题起到一定的指导意义。     

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。     

镁合金的腐蚀特性及防护技术

镁合金作为最轻的金属结构材料,在汽车、3C、国防军工、航空航天等领域具有广阔的应用前景,但耐蚀性较差是其大规模应用的瓶颈。介绍了镁合金的腐蚀机理,包括全面腐蚀、局部腐蚀、电偶腐蚀等,以及影响镁合金耐腐蚀的因素,根据不同介质中的具体腐蚀情况,对影响镁合金腐蚀的三大因素作了重点介绍,从而总结出提高镁合金防腐性能的两个研究方向,一是改善镁合金的本征耐蚀性,即通过优化合金成分,改善镁合金的微观组织等方式提高材料的耐蚀性;二是采用表面防护处理技术,通过表面防护层对基体进行保护,隔离腐蚀介质与基体。然后详细综述了净化合金成分、开发新型耐蚀镁合金、改善镁合金的表层微观组织等提高镁合金本征耐蚀性的方法,以及有机/聚合物、金属/化合物镁合金耐蚀涂层的研究现状。最后指出了镁合金防腐技术研究过程中存在的问题和今后的发展方向。     

镁合金的腐蚀及其防护措施

介绍了镁合金的腐蚀特性、影响镁合金腐蚀的因素以及镁合金腐蚀的类型。镁合金腐蚀的类型有电偶腐蚀、点蚀、丝状腐蚀和高温氧化。综述了腐蚀防护措施为通过研究开发高纯镁合金,应用快速凝固工艺,实施表面处理技术等。镁合金表面技术中的化学转化膜、阳极氧化、微弧氧化及金属镀层等对镁合金的腐蚀防护有很好的作用。     

压铸镁合金腐蚀行为研究进展

讨论了压铸镁合金的腐蚀类型,介质环境对腐蚀行为的影响和各种合金元素在镁合金腐蚀过程中起到的作用。认为对镁合金腐蚀行为和机理的认识仍不完全清楚,对接触腐蚀和应力腐蚀等多种腐蚀形式协同作用下腐蚀研究不够全面,这些领域是当前镁合金腐蚀研究亟待解决的问题。提出采用向合金中加入稀土等微量元素的方法,降低有害杂质的含量,改善合金的微观结构,开发新型抗腐蚀镁合金,是镁合金腐蚀防护研究的重要发展方向。     

Mg-Al系镁合金的耐蚀性能研究进展

镁合金作为绿色轻质结构材料被广泛应用于工业生产,但耐蚀性较差制约着其发展。与其他系列镁合金相比,Mg-Al系镁合金具有更优异的耐蚀性。着重介绍了Mg-Al二元合金的腐蚀特点、机理。分析了第三项合金元素对α相自腐蚀电位,第二相析出相的种类、数量、分布,杂质元素(Fe/Cu/Ni)容许极限的影响。热处理和热变形工艺(如:热轧、热挤压)对微观组织结构的影响,并讨论了相应的腐蚀特性变化。概述了Mg-Al系合金常用表面处理技术及防护效果。     

医用可降解镁合金腐蚀疲劳行为研究进展

镁合金由于良好的生物安全性和力学承载性,同时兼具可控的体内外降解速率,被誉为新一代的"革命性医用金属材料"。然而,在湿润气氛条件下镁合金的耐蚀性能较差,尤其是在复杂载荷和腐蚀疲劳作用下(经历动态交变载荷及腐蚀介质协同作用)镁合金的力学固定/支撑功能急剧骤减,导致植入物过早/提前失效。因此,本文从医用镁合金疲劳失效的施加载荷、频率与腐蚀因素的耦合机理出发,针对医用镁合金体内外腐蚀疲劳寿命、断口微区特征和腐蚀速率间定量关系,阐述交变载荷下腐蚀疲劳失效微观机制。同时,深入解析了疲劳微裂纹萌生/扩展机理,全面总结了提升镁合金腐蚀疲劳性能的举措,以及展望了生物医用可降解镁合金的应用前景和发展方向。     

缝隙腐蚀内部微区离子浓度监测的研究进展

缝隙腐蚀早期缝隙内部微区化学组分的变化与缝隙腐蚀的发生发展过程密切相关。本文介绍了缝隙腐蚀的基本原理及其影响因素，综述了近年来缝隙腐蚀过程中缝隙内部微区离子浓度监测的研究进展，包括固态离子选择性电极技术、荧光分子原位监测法、取样分析法以及数值计算模拟的相关工作；同时简要介绍了采用微型电化学传感器结合扫描电化学显微镜(SECM)的电位响应模式，对不锈钢缝隙腐蚀早期缝隙内部微区离子浓度原位监测的相关工作，展望了其在金属材料缝隙腐蚀早期腐蚀机理研究中的应用。     

挤压时效态MB8镁合金在盐水中的腐蚀行为

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段研究挤压时效态MB8镁合金在盐水浸泡条件下的腐蚀特征,并探讨合金的腐蚀机理。结果表明:合金以丝状腐蚀和点蚀这两种局部腐蚀为主要的腐蚀形式。合金经过一定时间的诱导期后发生丝状腐蚀,腐蚀前端的丝头处发生镁基体的阳极溶解,已发生腐蚀的丝尾处作为活性阴极发生析氢反应;第二相粒子对丝状腐蚀的扩展具有重要影响,横截面上丝状腐蚀随着弥散分布的第二相粒子向四周扩展,而纵截面上腐蚀丝随着第二相粒子的带状分布呈长条带状形貌特征;在丝状腐蚀还未扩展到的区域由于第二相粒子与基体之间的腐蚀微电偶作用导致基体发生阳极溶解,从而产生点蚀。     

含钇AZ91镁合金在连续浸泡与干湿交替环境中的腐蚀行为

研究添加不同含量稀土钇(Y)的AZ91镁合金在连续浸泡及干湿交替腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明:添加稀土Y的AZ91镁合金,腐蚀形貌转变为"丝状"腐蚀;在连续浸泡溶液环境中,腐蚀沿着同一条"丝"发展。而在干湿交替腐蚀环境中,腐蚀主要在湿环境下产生和发展,在干环境下停滞。重新置入湿环境时,旧的腐蚀"丝"不会明显发展,而会形成新的腐蚀"丝",镁合金表面"丝状"腐蚀数量随干湿交替循环腐蚀次数增加而增多。"丝状"腐蚀形貌的形成是由于稀土添加降低了Al元素在晶界上的分布,使得表面析氢腐蚀不易受到阻碍,腐蚀以"腐蚀丝"末端持续析氢向前发展。电化学阻抗测试结果表明:干湿交替腐蚀环境中的电荷转移电阻明显低于连续浸泡环境中对应的电荷转移电阻,这是因为干湿交替过程中,薄液膜的存在延长了镁合金的析氢时间,而干环境的干燥作用破坏了镁合金表面膜的完整性。     

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。     

镁及镁合金缓蚀剂研究现状与展望

缓蚀剂技术是一种简单有效抑制金属在腐蚀介质中遭到破坏的腐蚀防护手段,在钢铁、铜等传统金属上已有大量研究及应用。由于镁具有接受电子和给予电子能力都比较低的原子结构特点和高活泼的化学性质,对传统金属材料有效的缓蚀剂对镁合金作用并不理想,所以对镁合金的缓蚀剂研究较少、起步较晚。近年来,经过国内外研究机构的不懈努力,对镁合金缓蚀剂的开发和缓蚀机理的研究取得了一定突破,初步建立了镁合金缓蚀剂的评价体系。针对镁合金缓蚀剂的不同应用介质,结合镁合金缓蚀剂的化合物性质,阐述了镁合金缓蚀剂的构效关系、影响缓蚀效率的主要因素、复配缓蚀剂配方优化等最新研究动态,并介绍了其缓蚀机理或协同缓蚀机理。最后,结合镁合金缓蚀剂的研究现状以及新的研究方法及其检测技术的发展,对镁合金缓蚀剂未来的研究方向、发展趋势和应用领域的拓展提出了展望。     

铝合金丝状腐蚀研究综述

在综合国内外相关研究的基础上,对铝合金丝状腐蚀这一现象进行了描述,指出了铝合金发生丝状腐蚀的四个必要条件(高湿度、涂层缺陷、氧气及腐蚀性离子)。分析了腐蚀丝的引发和发展机理,列举了影响丝状腐蚀发展的重要因素(大气环境、基体金属、表面预处理和涂层),总结对比了国内外常用的丝状腐蚀试验标准和研究方法(扫描开尔文探针检测法、电化学阻抗谱法、电化学仿真法以及自然环境试验法)。从环境控制、表面预处理和涂层使用等三个方面讨论了丝状腐蚀的抑制及防护措施。最后提出了尚需解决的四个问题:标准丝状腐蚀试验与实际大气腐蚀的相关性、有机涂层耐丝状腐蚀性能标准的制定、航空铝合金的丝状腐蚀研究、表面预处理方法的改进。     

The influence of surface treatment on filiform corrosion resistance of painted aluminium alloy sheet

Filiform corrosion of AA 5005 H14 aluminium alloy sheet has been investigated. Painted and scribed panels, with different surface treatments, were inoculated in HCl and exposed in a constant humidity cabinet maintained at 40 °C and 75-85% RH for 1000 h. After exposure, the panels were examined by optical and electron microscopy. It is evident that filiform corrosion susceptibility is determined largely by the near-surface microstructure. Heavily deformed layers, comprising oxide-decorated fine grains and dispersoids on as-rolled and mechanically ground alloy surfaces, are readily susceptible to filiform corrosion. Removal of these deformed layers, by caustic etching and acid cleaning, results in a high filiform corrosion resistance. On such surfaces, underfilm corrosion progresses by localized corrosion of the substrate; with comparatively slowly growing filaments propagating by repeated blistering of the overlying lacquer.     

Effect of Silane on Galvanic Corrosion between EW75 Magnesium Alloy and TC4 Alloy

硅烷处理对镁合金具有良好的保护性。为了抑制 Mg-7Gd-5Y-Nd-Zr (EW75) 稀土镁合金和 Ti-6Al-4V (TC4) 钛合金的电偶腐蚀作用,以自腐蚀镁合金为对照组,对硅烷改性和未改性的镁合金与TC4钛合金的电偶腐蚀进行了研究。用数码照片和扫描电镜 (SEM) 观察分析了浸泡 48 h 后的镁合金表面形貌,样品的自腐蚀电流密度和电偶腐蚀电流密度分别用极化曲线和电偶腐蚀测量来表征获得。结果表明,硅烷膜可以减少失重比,使腐蚀形式由点腐蚀变为均匀腐蚀,因此硅烷改性的镁合金比未改性的镁合金具有更好的抗电偶腐蚀能力,其原因是硅烷膜可以提高镁合金的电位,并减小电偶腐蚀电流密度     

A morphological study of filiform corrosive attack on cerated AA2024-T351 aluminium alloy

SEM and EDS studies were carried out to characterise filiform attack on a cerated AA2024-T351 aluminium alloy with a polyurethane topcoat. The filiforms developed on AA2024-T351 were sectioned, stripped of corrosion product and etched to reveal the grain structure. Examination of sections through the filaments and the filaments themselves, revealed severe local attack in the form of pitting resulting in grain etch out, grain boundary attack and subsurface etch out. Chloride ions were detected deep within pits and the subsurface etch out. The observations were similar to those found with filiform corrosion on chromated and coated surfaces. The observations led to development of a filiform corrosion model naming the volume expansion of the corrosion product as the principal cause for delamination.     

Enhanced corrosion resistance of micro-arc oxidation coated magnesium alloy by superhydrophobic Mg−Al layered double hydroxide coating

To further enhance the corrosion resistance of the porous micro-arc oxidation (MAO) ceramic layers on AZ31 magnesium alloy, superhydrophobic Mg−Al layered double hydroxide (LDH) coating was fabricated on MAO-coated AZ31 alloy by using in-situ growth method followed by surface modification with stearic acid. The characteristics of different coatings were investigated by XRD, SEM and EDS. The effect of the hydrothermal treatment time on the formation of the LDH coatings was studied. The results demonstrated that the micro-pores and cracks of MAO coating were gradually sealed via in-situ growing LDH with prolonging hydrothermal treating time. Electrochemical measurement displayed that the lowest corrosion current density, the most positive corrosion potential and the highest impedance modulus were observed for superhydrophobic LDH/MAO coating compared with those of MAO coating and LDH/MAO coating. Immersion experiment proved that the superhydrophobic LDH/MAO coating with the active anti-corrosion capability significantly enhanced the long-term corrosion protection for MAO coated alloy.     

Corrosion behaviour of pure Mg,AS31 and AZ91 in buffered and unbuffered sulphate and chloride solutions

Abstract

The low corrosion resistance of magnesium limited its application in industrial affairs. The main corrosive anions for magnesium are sulphate and chloride. This paper deals with their effect at low concentrations on the corrosion behaviour of Mg and Mg based alloy (AS31 and AZ91) in presence/absence of buffer solutions (pH 8). The electrochemical measurements used are open circuit potential and potentiodynamic polarisation. The results exposed that in the absence of a protective layer, general corrosion is observed to occur at greater rate than when sulphate is present; however, the general corrosion is transformed to localised corrosion faster in presence of chloride. In the presence of a protective layer, the localised corrosion is perceived in the case of chloride more than sulphate. The presence of aluminium in the alloys has two contradictory actions. One increases the passivity of the formed layer and the other increases the localised corrosion. The percentage of aluminium in the alloy controls these actions.     

低共熔溶剂在镁合金腐蚀防护中的应用

介绍了低共熔溶剂的性质及特点,综述了低共熔溶剂的国内外最新研究成果,特别是氯化胆碱基低共熔溶剂在镁合金腐蚀防护的应用,分析了镁合金在低共熔溶剂中进行表面处理的可行性。概述了在含氯化胆碱的低共熔溶剂介质中,通过热场、声场、电场以及DES液膜法调控开展镁合金表面化学转化膜的制备、耐蚀机理及反应介质的作用研究,同时将低共熔溶剂与疏水性仿生膜结合,设计出镁合金表面自愈合超疏水涂层。利用低共熔溶剂制备的转化膜的耐蚀性均明显高于镁合金基体,其腐蚀电流密度明显下降。最后对镁合金腐蚀防护的研究现状和方向进行了展望,希望对解决镁合金腐蚀起到一定的指导意义。     

电镀锌钢材表面物理气相沉积Zn-Mg合金镀层的电化学性能(英文)

锌合金镀层由于具有较强的耐腐蚀性能而得到广泛的关注,特别是Zn-Mg合金镀层,其耐腐蚀性能能得到显著提高。采用气相沉积方法制备不同镁含量的Zn-Mg合金镀层,研究Zn-Mg合金镀层中镁含量对其耐腐蚀性能的影响。在3%NaCl溶液中进行浸泡试验、动电位测试和电偶腐蚀试验,研究不同Mg含量镀层的耐腐蚀性能。结果表明,Zn-Mg合金镀层的耐腐蚀性能与Mg含量显著相关,镀层的腐蚀电位随着Mg含量的增加而降低,但是腐蚀电流密度却升高,直至15%Mg含量;在Zn-Mg合金镀层中存在钝化区。