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        發布時間2020-08-12,由cyanbat發布 | 關鍵詞:

        鎂合金腐蝕

        在經Mg(OH)2飽和的3.5 wt%NaCl溶液中,經溶液(T4)處理并達到峰值時效的WE43合金,可以觀察到均勻腐蝕[?7?]。經T4處理的Mg合金的這種情況涉及保護性腐蝕產物層的形成,該保護性腐蝕產物層由內部MgO層和外部Mg(OH)2層組成。經時效處理的合金的耐腐蝕性的提高歸因于細微分布的沉淀物與腐蝕反應的增長之間的相互作用。
        2.1。均勻腐蝕

        在經Mg(OH)2飽和的3.5 wt%NaCl溶液中,經溶液(T4)處理并達到峰值時效的WE43合金,可以觀察到均勻腐蝕[ 7 ]。經T4處理的Mg合金的這種情況涉及保護性腐蝕產物層的形成,該保護性腐蝕產物層由內部MgO層和外部Mg(OH)2層組成。經時效處理的合金的耐腐蝕性的提高歸因于細微分布的沉淀物與腐蝕反應的增長之間的相互作用。

        2.2。電腐蝕

        電偶腐蝕是鎂合金的常見腐蝕特征。例如,在輕型動力總成和汽車車身中,Mg零件與鋼連接或焊接時,可能會發生電偶腐蝕。當可降解的Mg螺釘與鈦和不銹鋼制成的骨板連接時,在人體液中會出現嚴重的電腐蝕。這種情況歸因于位于電化金屬系列中最活躍末端的Mg。因此,Mg及其合金在與不銹鋼和鈦合金等陰極金屬連接時成為陽極。這種電偶腐蝕也稱為雙金屬腐蝕。

        在某些情況下,同一合金中具有不同晶粒尺寸的兩層之間會發生電偶腐蝕。例如,熱擠壓鎂合金ZK60在外層顯示出粗大晶粒,在內層或中間層顯示出細小晶粒[ 8 ]。具有較高開放腐蝕電位(OCP)的外層被鈍化,而具有較低OCP的中間層被優先腐蝕。決定電偶腐蝕開始的是初始OCP,而不是晶粒大小[ 8 ]。

        在微觀水平上,在Mg合金中具有較低OCP的α-Mg基質及其周圍的第二相或具有較高OCP的金屬間化合物之間可能會發生微電流腐蝕。因此,該基質是陽極的并且優先被腐蝕。該理論用于解釋局部腐蝕的機制,例如點蝕[ 9 ],IGC [ 8 ]和EFC [ 5 ]。

        貴金屬直接影響所連接的鎂合金的腐蝕程度。Mg與其他金屬之間的電勢差會有所不同,這可能會產生不同的電偶和電流。電流隨電勢差的增加而增加,也就是說,鎂與異種金屬之間的電勢差越大,鎂越容易受到腐蝕。腐蝕的強度取決于微成分的相對伏特電位差,以及它們在合金中的含量,組成和分布(通過KPFM [ 10 ])。

        pH值的變化可能會改變電極反應和電化金屬的極性。例如,在中性或弱堿性NaCl溶液中的Al-Mg電偶合中,Al充當陰極。但是隨著鎂的溶解,溶液變成堿性,鋁變成陽極,這是鎂合金腐蝕產物的堿化作用。因此,在堿性介質中,即pH> 8.5,Mg合金基本上是無腐蝕性的。除可形成鈍化膜的鉻酸,磷酸和氫氟酸外,在酸性和中性溶液中的鎂合金都易于腐蝕。當pH> 10.5時,由于形成了保護性的Mg(OH)2膜,Mg合金具有一定的耐腐蝕性。但是,如果溶液中含有氯-,鎂合金的腐蝕速率將大大提高。

        幾何因素,例如陰極/陽極面積比,陰極與陽極之間的絕緣距離,覆蓋電偶的溶解膜深度以及由電偶耦合引起的相互作用的相互作用方式,也會影響Mg合金的腐蝕。

        電偶之間的距離對于Mg合金的腐蝕行為也很重要。鎂合金腐蝕行為的電流電流的距離是有限的。腐蝕通常發生在這種樣品的邊緣附近[ 11 ]。下降的幅度隨著距離的增加而減小,類似于指數衰減。

        2.3。點腐蝕

        點蝕是鎂合金最常見的腐蝕類型之一。凹坑的產生與暴露的鎂合金表面的化學成分和特定的微結構特征有關。第二相的化學成分,晶粒尺寸,熱處理條件,形態和分布都對鎂合金的腐蝕有重要影響。

        對于浸沒在腐蝕性環境中的砂鑄鎂合金ZE41-T5,在晶界(GBs)處鄰近T相的α-Mg晶粒(Mg 7 Zn 3 RE)中會產生坑[ 12 ]。這歸因于電偶腐蝕,它是由T相和α-Mg相之間的電勢差驅動的。在隨后的浸沒中,位于晶粒中心的富Zr區域成為優先腐蝕點。區域中會出現小坑,并且會形成嚴重的攻擊。

        在大多數情況下,第二相(即Mg 17 Al 12和Al 8 Mn 5)相對于α-Mg基質為陰極[ 1 ],而在非常有限的情況下,第二相中包含稀土(RE)和Mg的鎂合金GW93(Mg-Y-Gd)比Mg基質更具活性[ 13 ]。

        Mg合金的顯微組織成分通常以α-Mg基體和第二相或金屬間相為特征,例如β(Mg 17 Al 12),MgSi 2,AlMn(Fe),MgZn,Mg 2 Zn [ 14 ], Mg 2 Ca,Mg 2 Sn [ 15 ],Mg 2 Cu,Al 8 Mn 5,I相(Mg 3 Zn 6 Y)[ 16 ]和T相[ 12]]。因為在大多數情況下,這些第二相的電極電勢比α-Mg基質的電極電勢高得多,所以溶解傾向于在第二相顆粒周圍的α-Mg基質中出現。與Fe和Si共存的Mg 2 Ca小顆粒的存在會導致Mg-Ca合金的點蝕[ 17 ]。

        有時,當鎂合金中存在許多第二相時,點蝕是有競爭力的。在擠壓鎂合金AZ80中,可能存在三種金屬間化合物:Mg 17 Al 12,Al 8 Mn 5和Mg 2 Si。它們與α-Mg基質相之間的伏特電位差或接觸電位差不相同。由于AlMnFe相與基體之間的電位差最大[ 18 ] ,因此腐蝕優先發生在AlMnFe第二相周圍。

        對于Mg-Al合金,沿著Mg 17 Al 12的凈結構選擇性地發生點蝕。TGC將在由取芯引起的壓鑄鎂合金AM50和AM20中進行。首先,在含錳顆粒中形成腐蝕坑,然后發展成腐蝕裂紋,并在高Al區域或晶體的GBs中延伸并終止。

        點蝕會受到晶粒尺寸的影響。細化的晶粒使腐蝕形態從點蝕變為均勻腐蝕或均勻腐蝕。

        擠壓鎂合金AM60的微觀結構由α-Mg基體,沿GBs的β相和晶粒中的顆粒AlMn相組成[ 19 ]。AlMn相中的Al / Mn原子比為1.12-1.15:1。此外,Mg,Si元素數量少,形變孿晶數量少。GB主要由β相組成。AlMn相主要存在于形成立方形狀的晶粒中。微觀結構中既有細晶粒又有粗晶粒。同時,在粗晶粒中形成再結晶晶粒。該結果歸因于熱擠壓加工。厚板的外層冷卻速度較快,內部冷卻速度較慢,因此可能會發生局部重結晶和晶粒異常生長現象。

        另外,pH值對鎂合金的腐蝕形態有很大的影響[ 19 ]。在酸性和中性的NaCl溶液中,圍繞AlMn顆粒的Mg合金AM60的α-Mg基質相傾向于被腐蝕。因此,發生鎂合金AM60的點蝕。這可能是由于AlMn相的電壓高于α-Mg基質和β相的局部電偶腐蝕的結果。在堿性溶液中,可以觀察到高氧化鋁區域的均勻腐蝕以及細胞腐蝕形態。在pH值為12時,樣品表面只有幾個淺腐蝕點,并得到了很好的保護。從點蝕的形態來看,點蝕的初期部位與AlMn相有關。凹坑在與AlMn相相鄰的區域的α-Mg上形成,并且在凹坑附近的基體中有許多裂紋[19 ]。β相在擠壓的AM60合金的腐蝕過程中不起作用。


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        文章來源:@青蝠科技   作者:青蝠科技


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