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镁合金在汽车领域备受青睐,但是其耐蚀性较差阻碍了它更广泛的应用。本文的研究对象为在汽车工业中广泛应用的AZ91镁合金,在其中分别加入质量分数为0~1.2wt.％的La、Ce混合稀土。研究了混合稀土的加入,对镁合金微观组织结构的影响以及在干/湿交替环境下腐蚀行为的影响,并揭示了La、Ce混合稀土提高AZ91镁合金在干/湿交替环境中耐蚀性的机制。 采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)研究了La、Ce混合稀土加入前后,AZ91镁合金的微观结构的变化规律。结果表明,适量混合稀土的加入改善了AZ91镁合金的微观组织结构。改变了铝元素的分布,细化了AZ91镁合金的β相,并且形成了粒状或针状的新相(γ相)。由XRD和EDS测试结果确定了针状的γ相的主要成分为(La,Ce)3Al11,而粒状γ相的主要成分是Al10Ce2Mn7,并且一部分稀土元素固溶到了镁合金的基体中。 采用失重试验、电化学极化测试等方法研究了添加La、Ce混合稀土元素对AZ91镁合金耐蚀性的影响。混合稀土的加入,有效的降低了合金的自腐蚀电流,明显减小了镁合金的腐蚀失重,表明La、Ce混合稀土能够提高AZ91镁合金的耐蚀性。此外, La、Ce混合稀土的加入对于镁合金的腐蚀产物膜的组成也产生了影响。未添加混合稀土的AZ91镁合金腐蚀产物主要由Mg6Al2CO3(OH)16·4H2O、CaCO3、Mg(OH)2及MgO组成;加入混合稀土后其腐蚀产物主要为CaCO3、Mg(OH)2、MgO、Mg6Al2CO3(OH)16·4H2O及REAlO3。并提出了La、Ce混合稀土影响AZ91镁合金在干/湿交替腐蚀过程中腐蚀行为的物理模型。 采用交流阻抗研究了La、Ce混合稀土加入前后AZ91镁合金表面膜形成及消长过程的变化。腐蚀循环初期,镁合金表面形成一层较为完整的表面膜,随着Cl-的侵蚀,Mg、Al表面膜保护性降低,随后膜的生成与溶解达到平衡。La、Ce混合稀土的加入,在腐蚀过程中形成的氧化物能够累积成膜,填充AZ91镁合金表面膜上面的裂缝,提高了表面膜对于镁合金基体的保护。