镁合金在大气环境中电偶腐蚀行为及规律的研究

研究了北京大气环境下，AM50镁合金作为阳极发生不同程度的电偶腐蚀行为规律。结果表明其中镁合金与LY12铝合金偶接的电偶腐蚀效应最小。通过与其他地区室外暴晒的镁合金电偶腐蚀效应对比，表明环境因素，尤其是试验开始初期阶段的大气环境状况对于镁合金初期电偶腐蚀行为有着重要的影响。同时阴极材料、试验时间、试样尺寸（偶接面积）和试验环境都会对镁合金电偶腐蚀效应产生影响。采用XRD分析表面的腐蚀产物，用金相显微镜和扫描电镜（SEM）观察试样腐蚀后的表面形貌特征和腐蚀产物的结构，并用与之相连的能谱仪分析腐蚀产物中的元素组成。     

镁合金大气电偶腐蚀初期规律

研究了AZ91D、AM50、AM60铸造镁合金与A3钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金组成的电偶对分别在青岛和武汉现场暴晒3个月和6个月后的大气电偶腐蚀行为及规律.结果显示, 镁合金始终是电偶对的阳极; 当其与其它4种材料偶接时, 其腐蚀速率增加.镁合金与A3钢偶合后, 其大气电偶腐蚀效应最大, 而与LY12铝合金组成的电偶对的大气电偶腐蚀效应最小.不同镁合金的大气电偶腐蚀效应存在如下关系: γAZ91D>γAM50>γAM60.暴晒3个月后, 青岛的大气电偶腐蚀效应明显高于武汉的大气电偶腐蚀效应.随着暴晒时间的延长, 青岛和武汉的大气电偶腐蚀效应分别呈降低和升高的趋势.     

模拟大气环境中加速镁合金电偶腐蚀的研究

研究了压铸镁合金AZ91D分别与黄铜、铝合金、316L不锈钢和A3钢组成的电偶在模拟的大气环境即盐雾和湿热的加速腐蚀试验中的电偶腐蚀行为及规律.结果表明:在此气相环境中，镁合金腐蚀倾向显著;多种因素可以加速镁合金的电偶腐蚀；盐雾实验中，盐的浓度、大阴极小阳极的面积比以及阴极材料相对于镁阳极的尺寸是加速镁合金电偶腐蚀的重要因素.      

流动海水中电偶腐蚀动力学规律

本文研究了从静止海水直到11m/s流动海水中4对电偶的腐蚀规律,对流动海水中电偶腐蚀动力学进行了讨论。     

海洋性气候下镁合金与钢件的电偶腐蚀

在高温度、高湿度（81.8%）、多酸雨的盐雾环境中,镁合金表面可以形成一层含Cl^-的电解质膜,这层膜使镁合金与钢件之间构成腐蚀电偶对。根据电化学极化理论、腐蚀热力学和动力学理论,综合分析了钢件对镁合金的腐蚀行为及规律的影响,并探讨了防止镁合金电偶腐蚀的一些方法。     

海洋大气环境下镁合金腐蚀行为研究进展

本文综合研究了海洋大气环境下镁合金腐蚀行为的研究进展,比较分析了各种因素对腐蚀行为的影响,对当前研究进展进行总结并对未来研究方向进行展望。在海洋大气环境下,表面薄电解质溶液膜的包覆是镁合金发生电化学腐蚀的主要原因,且多发生局部腐蚀。相比于内陆大气环境,海洋大气中含有较多无机盐气溶胶颗粒,导致点蚀成为主要的局部腐蚀形式。相对湿度的升高会导致薄电解质膜厚度增加,进而加速整体腐蚀速率。随气温上升,镁合金的大气腐蚀速率线性增加,而空气中的CO₂可以抑制NaCl对镁合金的侵蚀。该领域未来需更多关注具体使役环境下合金的腐蚀机理,以及各种环境因素对腐蚀行为的协同作用机制,以指导海洋用镁合金材料的设计和制备。     

AM60镁合金与铜合金及铝合金偶接后的大气腐蚀行为

研究了AM60铸造镁合金与H62铜合金、LY12铝合金组成的电偶对在北京地区室外曝晒3个月和6个月后的大气电偶腐蚀行为及规律.结果表明:镁合金始终是电偶对中的阳极,当其与H62铜合金和LY12铝合金偶接时,其腐蚀速率增加1～7倍;镁合金与H62铜合金偶合后,其大气电偶腐蚀效应大于其与LY12铝合金组成的电偶对的大气电偶腐蚀效应;在6个月的实验周期内,随着曝晒时间的延长,镁合金在北京地区大气环境中的电偶腐蚀效应呈上升趋势;试样表面润湿时间短是造成AM60镁合金在北京曝晒第一个实验周期(2003.12～2004.2)的电偶腐蚀低于第二个由实验周期(2004.3～2004.5)的主要原因;北京地区高自然降尘量对镁合金电偶腐蚀将起到加速的作用.     

海洋大气环境中电镀锌板的腐蚀行为与机理

通过2 a现场暴晒实验,采用腐蚀形貌宏观观察、SEM、XRD及失重法,对电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中的腐蚀行为进行了研究。通过电化学阻抗谱研究了电镀锌板在不同Cl^-浓度溶液中的腐蚀电化学行为。结果表明：电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中的平均腐蚀速率分别为0.76和0.1935 μm/a,在青岛大气环境中暴晒2 a后局部有红锈产生,主要腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂H₂O,ZnO和Zn(OH)₂,在西双版纳大气环境中表面有少量白色锈点,主要腐蚀产物为2ZnCO₃3Zn(OH)₂,ZnO和Zn(OH)₂。电镀锌板在青岛和西双版纳大气环境中主要表现为均匀腐蚀,并伴有局部不均匀坑蚀;青岛大气环境中的Cl^-使电镀锌板在青岛大气环境中的腐蚀加剧。     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的研究

在自来水和3.5%NaCl溶液中测试了铸造AZ91D镁合金与铝合金、锌合金、Q235碳钢和Cu偶合后的电偶腐蚀行为,研究了腐蚀环境、偶接材料和阴阳极面积比(CAAR)对铸造AZ91D镁合金电偶腐蚀行为的影响。在电偶腐蚀过程中测量溶液的pH值以及电偶腐蚀电流;用失重法计算了铸造AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,利用SEM观察了AZ91D镁合金的腐蚀形貌,并对腐蚀产物进行XRD分析。结果表明,AZ91D镁合金在电偶腐蚀过程中会使溶液的pH值升高,并伴有以Mg(OH)₂为主的腐蚀产物的生成;溶液中Cl^-的存在会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率;低氢过电位金属Q235碳钢和Cu对AZ91D镁合金的电偶腐蚀加速效果明显高于中氢过电位金属铝合金和锌合金,偶接材料的极化性能对AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率有较大影响。同时,大的阴阳极面积比会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,且AZ91D镁合金的电偶腐蚀电流随阴阳极面积比的增大而呈线性增长趋势。     

触变成型镁合金AZ91D在NaCl水溶液中的腐蚀行为

用失重法、金相显微镜和扫描电镜（SEM）研究了金属型铸造镁合金AZ91D和触变成型镁合金AZ91D在3．5％NaCl水溶液中的腐蚀行为与组织之间的关系。结果显示：触变成型镁合金的耐蚀性高于金属型铸造镁合金是因为微观组织的不同所致。在腐蚀初期，触变成型镁合金内层试样腐蚀速率高于表层试样，这是由于表层组织中的卢相含量高于内层组织；随腐蚀进行，腐蚀速率基本一致腐蚀主要发生在阳极（共晶α相和α相）区域，卢相作为电偶腐蚀的阴极。电偶对的腐蚀电位、相对位置和面积比是影响触变成型镁合金腐蚀速率的主要因素。     

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     

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。     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的扫描Kelvin探针研究

利用扫描Kelvin探针技术(SKP)研究AZ91D镁合金与316L不锈钢偶接件在盐雾试验中电偶腐蚀规律。通过在中性盐雾试验不同周期的表面腐蚀形貌的观察和伏打电位分布图的测量结果分析表明,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应与偶接阴阳极的伏打电位差密切相关,AZ91D镁合金与316L不锈钢偶接件存在较大的电位差(约为–1.28V),其电偶腐蚀效应非常显著。在盐雾试验初始阶段,腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧,该腐蚀区域的伏打电位增加幅度较大,而316L不锈钢受到保护没有发生明显腐蚀。随着盐雾试验时间的延长,AZ91D镁合金腐蚀加快,腐蚀产物覆盖区域不断扩大,24h盐雾试验后,偶接件的平均伏打单位差由原始的–1.29V增加到–1.53V,AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应加大。由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用,当腐蚀产物不断增加并覆盖表面,偶接件的电位差减小导致AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应降低。     

温度对AZ91D镁合金初期大气腐蚀行为的影响

采用金相显微镜、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X-射线衍射（XRD）研究温度对AZ91D镁合金初期大气腐蚀的影响,并且分析了AZ91D镁合金在不同温度的大气环境中的腐蚀形貌和腐蚀产物。试验结果表明：镁合金在20℃大气环境中的腐蚀增重随时间变化较小,30℃大气环境中的腐蚀增重在196h后加速,腐蚀428h后镁合金在30℃大气中的腐蚀增重约为20℃的2倍。20℃和30℃大气环境中的腐蚀产物主要以胞状形态生长,胞状产物表面附着大量的针状产物。随温度升高,初期腐蚀速率提高,腐蚀产物覆盖率增加。     

不同环境对AZ61镁合金大气腐蚀的影响

AZ61镁合金大气腐蚀的评估不但能为材料设计提供依据,还能为实验室大气模拟腐蚀实验提供对比参数。利用XRD、SEM、EDS和XPS研究AZ61镁合金板材在万宁、西双版纳和江津三地挂片(2个月)的腐蚀速度、表面腐蚀形貌及产物构成,结果表明,AZ61镁合金板材在3种气候环境下的腐蚀速度排序为:万宁江津西双版纳,且近海大气(万宁)的腐蚀速度成倍增加,年腐蚀率达到17μm/a;AZ61合金在万宁的近海大气环境中形成的表面腐蚀层较厚且疏松,表面龟裂明显,表面腐蚀产物中有来自于含盐大气结晶的氯离子存在;AZ61合金在西双版纳大气中形成的腐蚀产物层较薄;AZ61合金在江津工业大气中的腐蚀产物层的厚度介于西双版纳和万宁之间;表面腐蚀层综合分析表明,万宁挂片中有水合碱式碳酸镁存在。     

具有阴极电泳涂层AM50镁合金与钢接触电偶腐蚀

研究了AM50裸镁合金及在裸镁合金上进行阴极电泳处理、硅烷预处理再阴极电泳处理3种不同样件与Q235钢螺栓连接在5%NaC1水溶液中浸泡的腐蚀规律,仔细观察对比3种不同表面状态的镁合金在不同时间浸泡后的表面腐蚀情况,测定各自的腐蚀速率,对腐蚀后的区域进行微观分析,并用腐蚀模型对其腐蚀的行为规律进行了解释.结果表明:镁合金可以通过阴极电泳处理获得耐蚀防护涂层,硅烷预处理可以进一步提高电泳膜层与基体的附着力,从而大大提高镁合金与钢螺栓接触的耐电偶腐蚀性;AM50镁合金与Q235钢螺栓接触电偶腐蚀的影响区面积不随腐蚀时间的延长而增大,其电偶腐蚀速度沿纵深方向(与螺栓接触方向)比横向的均匀腐蚀速度快.     

模拟海洋大气环境下钛铝连接件的电偶腐蚀研究

目的 探究海洋大气环境下飞机结构用钛铝连接件的电偶腐蚀行为,分析结构件各位置的电偶腐蚀差异,完善钛、铝金属间的电偶腐蚀机理。方法 通过动电位极化曲线、零电阻电流(ZRA)及中性盐雾试验等,比较浸泡和薄液膜2种测试条件对腐蚀过程的影响。利用有限元模拟(FEM)表征电偶作用在钛铝表面的影响范围,并预测各位置的腐蚀程度,最后通过腐蚀形貌和失重试验加以验证。结果 在模拟海洋大气环境下钛及铝合金的阴极反应速率相较于浸泡条件下有所提高,耦合后两金属间的电偶电流密度由浸泡时的1.52 μA/cm²提升至11.00 μA/cm²,腐蚀形态由局部点蚀凹坑转变为连续网格状腐蚀条纹。另外,钛与铝金属间的电偶电位(Eg=−700 mV, vs. SCE)与阳极铝合金的自腐蚀电位(Ecorr, Al=−680 mV, vs. SCE)接近,两者间较低的电位差使得电偶作用在铝表面的影响距离只有10~15 mm。结论 钛铝连接件的电偶腐蚀主要集中在与钛直接接触的铝合金交界处,但不同边界位置的腐蚀深度也可能相差4倍以上,这主要与电偶作用影响范围内的阴/阳极面积比有关。