论文部分内容阅读
太原理工大学硕十研究生学位论文Mg—Y-Zn长周期镁合金显微组织及腐蚀性能研究摘要最近几年,含有长周期堆垛有序结构(LPSO)的双相Mg-Y-Zn合金由于其独特的显微组织和优异的力学性能而受到了广泛的关注。然而,在大数情况下,由于双相镁合金第二相的存在使其耐蚀性较差。所以,研究Mg-Y-Zn长周期镁合金的腐蚀性能就有极为重要的意义。为了研究Mg-Y-Zn长周期镁合金的腐蚀性能,本文用常规铸造的方法制备出Mg-Y-Zn长周期镁合金。借助OM、SEM、TEM和XRD对合金的显微组织进行研究。用失重法、析氢法和电化学方法对合金的腐蚀性能和机理进行研究。结果表明四种不同Zn、Y含量的Mg-Y-Zn合金均含有Mg12ZnY相(X-相),18R的长周期堆垛结构存在于X-相。随着合金中Zn和Y的含量的增多,合金中X-相也进一步增多。X-相的形态随着其数量的增加也发生了很大的变化：从Mg98.sZno.sY1合金的不连续到Mg97Zn1Y2合金的连续且均匀。Mg98.5Zno.5Y1中X-相体积分数最少,为11.5%,Mg88Zn4Y8中X-相体积分数最多,为63.2%。Mg97Zn1Y2合金由于其X-相的网状分布和合适的体积分数使得其有最小的腐蚀速率。腐蚀点产生于X-相与α-Mg的交界处,这是因为X-相的电极电位比较高,从而与电极电位较低的α-Mg结合形成了微电偶。X-相可以对合金的腐蚀有双重作用：X-相不仅促进了微电偶腐蚀,也能在形成网格状分布的条件下阻止合金腐蚀进一步扩展。由于腐蚀后期伴随着合金的脱落,析氢法测得的腐蚀速率比失重法测得的腐蚀速率偏小。由于Mg-Y-Zn长周期镁合金属于双相组织,其腐蚀后产生的腐蚀膜存在差异,所以不能很好的对未腐蚀的α-Mg进行保护。在以往的镁合金腐蚀的研究中,A1元素是镁合金中最为重要的元素之一,Al对镁进行合金化有利于镁合金耐蚀性的提高。所以,本文在对四种Mg-Y-Zn合金的腐蚀性能研究进展的基础上,选择耐蚀性最好的Mg97Zn1Y2合金,对其加入微量和常规量的A1,研究随着不同Al的加入量不同,对合金显微组织和腐蚀性能的影响。结果表明,Mg97Zn1Y2合金中加入0.1%和0.2%的Al后,合金的组织形貌没有发生明显的变化。当合金中加入了0.3%的Al后,合金中产生了微量的成分为Mg3Y2ZnAl3相。当Al的加入量提高到0.5%,合金中出现了更多团絮状的Mg3Y2ZnAl3相,并且,α-Mg相和X-相中都含有一定量的Al元素。当A1的加入量提高到1%时,合金中X-相的犬牙交错突起形状消失。由于A1的增多,合金中产生了菱形的Al4MgY相。微量A1的加入能大幅提高合金的耐蚀性能。而再增加Al的加入量,由于产生的腐蚀位置随之增多,而且α-Mg并不能大量固溶A1元素,合金腐蚀性能提高有限。α-Mg中固溶的Al能提高表面膜的完整性,使合金以丝状腐蚀为主。