机械合金化Mg-Zn-Y/Mg-Zn-Al-Mn合金的组织与性能研究

来源 :沈阳化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chen19107
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镁合金作为一种轻质结构材料,在电子科学技术、汽车制造、航空航天、生物科学及医疗等领域,具有广阔的应用前景和发展空间。但由于镁合金具有高化学活性,耐蚀性能较差等特点,使其应用范围受限。因此,研究镁合金的腐蚀并改善其耐腐蚀性能对扩大其应用范围具有重要的实际意义。本文以高纯Mg、Zn、Al、Y、Gd、Mn合金粉末为原料,采用高能球磨与热压烧结工艺,制备出球磨时间为5h、20h、40h、60h、120h、200h的Mg-4/8Zn-10Y合金,球磨时间为5h、20h、40h的Mg-1Zn-9Al-0.3Mn合金和球磨时间为20h、40h的Mg-1Zn-9Al-x Y-0.3Mn(x=1%、3%、5%)合金、Mg-1Zn-9Al-y Gd-0.3Mn(y=3%、5%、7%)合金。借助XRD、OM、SEM,研究合金的相组成和显微组织,测试显微硬度及耐蚀性能并分析腐蚀机理。不同球磨时间的Mg-4/8Zn-10Y合金均由α-Mg相、Mg12YZn和Mg24Y5相组成。显微组织呈团状或群状分布,随着球磨时间的增加,合金晶粒细化,组织分布均匀,第二相逐渐呈连续网状分布。不同球磨时间的Mg-4/8Zn-10Y合金在3.5%Na Cl水溶液中的动电位极化曲线均有不同程度的钝化。随着球磨时间的增加,合金自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低。球磨时间超过40h后,自腐蚀电位和腐蚀电流密度变化不明显。不同球磨时间的Mg-4/8Zn-10Y合金在3.5%Na Cl水溶液中浸泡腐蚀动力学曲线均呈直线上升趋势,随着球磨时间的增加,合金平均腐蚀速度下降,球磨时间超过40h后,平均腐蚀速度接近,与化合物相的网状分布有关,球磨40h的Mg-4/8Zn-10Y合金耐腐蚀性能相对较好。不同球磨时间的Mg-1Zn-9Al-0.3Mn合金均由α-Mg相和Mg17Al12相组成。在Mg-1Zn-9Al-0.3Mn合金中,分别添加Y和Gd元素,合金产生新的化合物相Al2Y和Al2Gd。Mg-1Zn-9Al-0.3Mn系列合金显微组织呈群团状或颗粒状分布,随着球磨时间的增加,合金组织细化,分布均匀。不同球磨时间的Mg-1Zn-9Al-0.3Mn系列合金在3.5%Na Cl水溶液中动电位极化曲线钝化程度不明显,随着球磨时间的增加,合金自腐蚀电位正移,腐蚀电流密度降低,合金耐腐蚀性能提高。不同球磨时间的Mg-1Zn-9Al-0.3Mn系列合金在3.5%Na Cl水溶液中浸泡腐蚀动力学曲线均呈直线上升趋势,随着球磨时间的增加,合金腐蚀动力学曲线斜率减小,合金耐腐蚀性能提高。在相同球磨时间的Mg-1Zn-9AlY/Gd-0.3Mn合金中,Y含量从1%增加至3%和Gd含量从3%增加至5%,腐蚀电流密度降低,合金平均腐蚀速度降低,耐腐蚀性能提高。Y含量增加至5%和Gd含量增加至7%,第二相含量增加,促进合金腐蚀,平均腐蚀速度增加,耐腐蚀性能下降。
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