Nd合金化和热处理对Mg-6Zn-Mn合金耐腐蚀性能影响研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:dianzishu1981
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镁合金作为工程应用中最轻的金属结构材料,在汽车、航空航天、通讯等领域已得到了广泛应用,轻质高强的耐腐蚀镁基复合材料成为研究热点之一。本论文以Mg-6Zn-Mn合金为研究对象,以提高该合金耐腐蚀性能为目标。采用OM、XRD、SEM、EDS、拉伸试验机和电化学工作站等多种现代分析测试手段,研究了稀土Nd合金化、不同热处理工艺对Mg-6Zn-Mn合金显微组织、室温力学性能、腐蚀性能的影响机制。合金化对镁合金的组织结构影响的研究结果表明,稀土Nd有效地细化了Mg-6Zn-Mn合金的晶粒。添加1.5%Nd,合金细化效果最好,平均晶粒尺寸减小为30μm。随着Nd含量的增加,晶界处第二相由断续、分散分布逐渐变为连续地网状分布。变质细化的机理是具有表面活性的Nd改变了Mg-6Zn-Mn合金的凝固条件,增大了成分过冷度,降低了形核界面张力,增加形核的几率,从而细化晶粒。Nd的添加能够显著改善镁合金的力学性能和耐腐蚀性能。添加1.5%Nd,合金的力学性能最佳,抗拉强度达到195MPa,较基体合金提高了16%,硬度达到67.5HV。对合金耐腐蚀性能的研究结果表明添加1.5%Nd后,合金的平均腐蚀速率为0.63g·m-2·h-1,较基体合金下降50%。合金的腐蚀电位提高,腐蚀电流密度下降一个数量级。T4固溶处理和T6时效处理皆能改善Mg-6Zn-Mn-xNd合金的力学性能和耐腐蚀性能。其中Mg-6Zn-Mn-1.5Nd合金的综合性能最好。T4固溶态合金的抗拉强度提高到205MPa,平均腐蚀速率下降为0.59g·m-2·h-1,腐蚀电位提高到-1.440V。T6时效态合金的抗拉强度提高到205MPa,平均腐蚀速率下降为0.48g·m-2·h-1,腐蚀电位提高到-1.224V,腐蚀电流密度显著降低。腐蚀剩余强度研究表明T6时效态合金的腐蚀剩余强度衰减最为缓慢。
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