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。     

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.      

含铈AZ91D镁合金的显微组织与腐蚀行为

用盐雾试验、扫描电镜能谱仪、X射线衍射仪等,对加入不同Ce含量的含铈AZ91D镁合金的显微组织和盐雾腐蚀性能进行了分析.结果表明:当加入0.69%Ce时,可使合金铸态组织明显细化,且网状β相呈粒状弥散分布于晶界上,同时有大量针状物Al4Ce相出现;而加入0.93%Ce时,合金铸态组织有粗化趋势,且针状物长大成杆状.12 h腐蚀试验结果表明,加入0.26%Ce和0.93%Ce的合金,腐蚀速率先迅速增加而后又明显降低;而加入0.69%Ce的合金,腐蚀速率保持恒定.随着NaCl溶液浓度的增加,AZ91D合金的腐蚀速率增长较快;加入0.26%Ce后,合金腐蚀速率增长缓慢;加入0.69%Ce后,合金的腐蚀速率随浓度增加逐渐降低;加入0.93%Ce的合金在低浓度下的腐蚀速率略有升高,而在高浓度下的腐蚀速率迅速降低.合金的腐蚀形貌均表现为不均匀腐蚀,腐蚀产物主要由Mg(OH)2组成.含稀土合金的腐蚀产物中还有Al4Ce.稀土Ce提高AZ91D镁合金腐蚀性能的原因归结为Ce对组织的细化作用以及对Al元素偏析程度的降低.     

钇对AZ91D镁合金盐雾腐蚀行为的影响

利用盐雾法、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)仪和X射线衍射仪等,分析研究钇对AZ91D镁合金在不同浓度的NaCl溶液中的腐蚀规律和腐蚀形貌的影响.结果表明,AZ91D合金的腐蚀速率随着腐蚀时间和NaCl浓度的增加而增大;钇的加入可明显降低合金腐蚀速率,加入1.28%钇的合金的腐蚀随腐蚀时间的延长和介质浓度的增加而呈现先增后减的趋势,合金的耐蚀性达到试验范围的最佳值.合金的腐蚀形貌均表现为不均匀腐蚀,腐蚀产物主要由Mg(OH)2和MgO组成.     

提高AZ91D镁合金表面耐腐蚀性能的研究

通过以碱式碳酸镍为镍源的直接化学镀镍-磷工艺,在AZ91D镁合金表面形成镀层。应用X射线衍射分析技术（XRD）、附带能谱仪的扫描电镜（SEM）对镀层的形貌结构、成分等作了检测与分析,采用YWX/Q-150型盐雾试验机对镀层进行耐腐蚀性能测试与评定。研究结果表明：该工艺所获得镀层为胞状致密结构,磷含量11.24%,属于中高磷镀层,且耐腐蚀性能良好,连续盐雾16 h未出现腐蚀斑点,盐雾腐蚀速率明显低于基体的腐蚀速率。     

扫描Kelvin探针表面电位特征参数在有机涂层劣化研究中的应用

为了研究扫描Kelvin探针表面电位技术在有机涂层劣化研究中的应用并选择合理的评价特征参数,结合使用电化学阻抗谱EIS和扫描Kelvin探针(SKP)技术研究了有机涂层在3.5%NaCl溶液中的劣化过程,分析了有机涂层劣化过程中扫描Kelvin探针表面电位分布数特征参数Vmin、Vmax-Vmin的变化规律,并首次提出了表面电位梯度最大值gradmax这个特征参数。结果证明,扫描Kelvin探针特征参数gradmax、Vmin,Vmax-Vmin和电化学阻抗谱具有很好的相关性,扫描Kelvin探针特征参数能够很好地用来评价有机涂层劣化,表面电位梯度最大值gradmax可以用来研究有机涂层下金属腐蚀发生的趋势和速度。     

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.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的腐蚀行为研究

利用双向全波脉冲电源对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,通过电化学阻抗谱(EIS)测试、极化曲线分析并结合XRD和SEM等分析方法对微弧氧化处理的镁合金腐蚀行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜表面分布着几微米的微孔,微弧氧化膜中主要含有MgF2,Mg2SiO4和Al2O3.AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后,耐蚀性能明显提高,自腐蚀电流密度降低3个数量级,自腐蚀电位高出约300 mV,阻抗值高出3个数量级,研制的微弧氧化膜对镁合金具有很好的防腐保护性能.     

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。     

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。     

SO2大气中AZ91D镁合金的腐蚀规律

通过室内模拟实验,研究了含体积分数4×10-6SO2大气中AZ91D镁合金的腐蚀行为。利用原子力显微镜、金相显微镜和扫描电镜观察腐蚀形貌,用XRD分析腐蚀产物。AZ91D镁合金腐蚀1200h的增重变化分为2个阶段,第1阶段符合线性增加规律,第2阶段符合指数衰减规律。腐蚀过程中,β相作为阴极,α相作为阳极,在其上形成颗粒状腐蚀产物,产物不断增多蔓延,直至完全覆盖镁合金表面。同时,在这层产物的裂纹处出现大颗粒产物。腐蚀产物主要为MgO,Mg(OH)2,MgSO3·6H2O,MgSO4·6H2O,随着腐蚀时间的延长,MgO与Mg(OH)2的量减少,而MgSO3·6H2O和MgSO4·6H2O的量增加。     

AZ91D镁合金在含Cl-溶液中腐蚀机理的研究

探讨了溶液中的Cl-离子、合金的成分及微观组织结构、氧化膜的结构对AZ91D镁合金腐蚀的影响。从腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀类型及表面膜的状态等几个方面对AZ91D镁合金的腐蚀行为进行了定量和定性的描述。表面膜的疏松多孔,溶液中的活性阴离子是造成AZ91D镁合金腐蚀的动力学因素,由于Cl-（高解离度,高吸附性,高导电性,表观尺寸小）的特殊作用,合金表面所发生的是有选择的点蚀,最后呈蜂窝状;随着Cl-浓度的增加,腐蚀速率也随之增大。     

AZ91D镁合金在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的方法研究了AZ91D镁合金在不同pH值的模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,并用扫描电镜观察了试样腐蚀后的表面形貌。结果表明:随着溶液pH值升高,AZ91D镁合金的极化电阻变大,腐蚀电流密度减小;当pH值为2.7和3.0时,EIS由两个容抗弧组成,随着pH值的继续升高,EIS转变为单一容抗弧,镁合金表面形成了完整的表面膜,对基体金属具有一定的保护性;在模拟酸雨溶液中AZ91D镁合金整个表面受到腐蚀,腐蚀程度随着pH值的升高而变小,白色腐蚀产物主要由镁、铝、硫和氧元素组成。     

pH值对触变成形和金属型铸造AZ91D镁合金试样应力腐蚀行为的影响

采用静载荷实验和扫描电镜,研究了pH值对触变成形和金属型AZ91D镁合金应力腐蚀行为的影响。通过对试验现象、试样断裂时间及断口形貌的对比分析,结果表明:触变成形AZ91D镁合金的抗应力腐蚀敏感性明显高于金属型AZ91D镁合金的。主要是由于触变成形工艺的优良性,使得镁合金的组织在二次加热等温处理的过程中具有了球状的组织结构,而并非像金属型那样的树枝晶状的组织。同时这种成形工艺也降低了铸件的缩松、气孔和氧化夹杂等缺陷。     

钕对AZ91镁合金腐蚀性能的影响

利用静态失重法、极化曲线、电子探针和X射线衍射仪研究了AZ91-XNd镁合金在3.5%NaCl水溶液中的腐蚀行为。结果表明,加入Nd显著降低合金的腐蚀速度,提高合金的平衡电位和腐蚀电位,降低腐蚀电流。探讨了显微组织与腐蚀性能之间的关系。     

镁合金表面铈盐掺杂硅烷膜的腐蚀电化学行为

目的为进一步提升镁合金表面常规硅烷膜的耐蚀性能。方法在γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中掺杂0.50 g/L硝酸铈,采用简单化学浸渍处理,在AZ91D镁合金基体表面制备了铈盐掺杂硅烷膜。借助扫描电子显微镜(SEM)观察了铈盐掺杂前后硅烷膜的表面微观形貌,通过开路电位-时间曲线、电化学交流阻抗谱(EIS)和中性盐雾试验(NSS)研究了铈盐掺杂对5%Na Cl溶液中硅烷膜耐蚀性能的影响。结果铈盐掺杂硅烷膜比普通硅烷膜更厚且平整,其致密性、均匀一致性较好,完全覆盖了镁合金基体,已看不到磨痕。铈盐掺杂硅烷膜的稳定电位约为-1.31 V,且需要的稳定时间最长。铈盐掺杂硅烷膜具有更大的低频阻抗数值,有效遏制了侵蚀性粒子向镁合金基体的迁移和扩散,避免了镁合金基体发生阳极溶解反应。结论采用向硅烷溶液中添加硝酸铈的方法,能够在AZ91D镁合金表面制备出铈盐掺杂硅烷膜。由于铈离子在某种程度上修复了硅烷膜层中的微裂纹和缺陷,显著提升了硅烷膜的耐蚀能力。     

镁合金在大气环境中电偶腐蚀行为及规律的研究

在北京大气环境下，研究AM60镁合金和不同金属材料（碳钢、不锈钢、黄铜和铝合金）偶接的电偶腐蚀行为规律。研究表明，镁合金作为阳极发生不同程度的电偶腐蚀，通过1a的北京大气环境下的暴露试验后，AM60镁合金的电偶腐蚀效应由强到弱的顺序为：碳钢、黄铜、不锈钢和铝合金，其中镁合金与LY12铝合金偶接的电偶腐蚀效应最小。通过与其它地区室外暴晒的镁合金电偶腐蚀效应的对比，表明环境因素影响着镁合金的电偶腐蚀效应。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。经1a曝晒的AM60镁合金形成了具有保护性的腐蚀产物层阻碍了腐蚀发展。北京地区高自然降尘量导致金属表面湿润时间加大，从而加速了AM60镁合金的电偶腐蚀。采用XRD方法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。     

电解液组分对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响

在含有Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7的硅铝复合电解液中,采用恒电流方式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用扫描电镜、膜层测厚仪、全浸泡试验和极化曲线等方法研究了陶瓷膜层的形貌特征、厚度以及耐蚀性能。结果表明,随着Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7含量的增加,微弧氧化陶瓷膜层的耐蚀性基本均呈现出先提高后降低的变化趋势;经正交试验优化后,当电解液中Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3和C6H5Na3O7的含量分别为15g/L、9g/L、2g/L、3g/L、5mL/L及7g/L时,膜层耐蚀性最好。经过微弧氧化处理后试样的腐蚀电流密度较镁合金基体降低了近2个多数量级,自腐蚀电位提高了近73mV,镁合金的耐蚀性能得到了显著提高。     

AZ91镁合金的抗高温蠕变性能和腐蚀性能的研究近况

概述了AZ91镁合金抗高温蠕变性能和腐蚀性能方面的研究近况。重点介绍了近年来微合金化、材料复合对AZ91镁合金抗蠕变和腐蚀性能的影响,提出了对AZ91镁合金今后发展方向的看法。