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镁合金腐蚀研究进展(2)—镁合金晶间腐蚀
热度 2 rczeng 2013-6-18 00:29
镁合金晶间腐蚀 曾荣昌 山东科技大学 镁合金不存在晶间腐蚀现象, 早期文献这么认为 。但是这种看法一直受到人们的置疑。 由于2000年以前,镁合金研究的局限,有综述文献 认为, “Mg 及 Mg 合金实际上不发生晶间腐蚀,腐蚀不会沿着晶界进入晶粒内部,因为晶界相对于晶粒来说几乎总是阴极 。 所以,晶粒相对于晶界是阳极,与晶界相邻的区域将遭受腐蚀 。 但这不是晶间腐蚀(Intergranular corrosion),而是粒状腐蚀(granular corrosion)。因为腐蚀倾向于集中发生于晶界相邻的区域” 。 然而,人们已经在镁合金应力腐蚀过程中观察到晶间应力腐蚀的现象,这表明镁合金发生晶间腐蚀并不是不可能。我们研究发现,镁合金是可能存在类晶间腐蚀的形貌,如挤压镁合金 AZ80 时效后的腐蚀形貌(图1a-c)。正如前面所述的一样,这种腐蚀形貌深度较浅(如图1d)。当然,在其它文献中也有类似报道,都不大像不锈钢和变形铝合金材料中观察到的那种晶间腐蚀形态。 图1 镁合金AZ80时效处理后在3.5%NaCl溶液中浸泡腐蚀形貌 这种腐蚀形貌产生的原因还是Mg 17 Al 12 (图1白色相)与其周围的基体 α -Mg 之间形成微电偶腐蚀,基体优先腐蚀。其机理如图2所示 。 图2 挤压镁合金AZ80时效组织腐蚀机理 但典型的晶间腐蚀证据 一直还没有找到 。直到研究镁合金 ZK60 汽车保险杠腐蚀时,观察到在挤压方向存在图3所示的沿晶粒间出现珍珠状的点蚀坑(图3f),个别区域甚至出现整颗晶粒脱落的现象(图3g)。从其显微组织(图3b)中发现,细小的第二相( Mg 2 Zn 相)沿晶界弥散分布。 导致产生晶间腐蚀 产生的原因应归因于 高电位 细小的 Mg 2 Zn 相 与低电位基体相( α-Mg )形成微电偶腐蚀 。 这是在镁合金中 首 次发现 典型晶间腐蚀。镁合金晶间腐蚀模型见图4 。 自2001年开始,博主一直找寻镁合金晶间腐蚀,直到2006年在德期间开展汽车保险杠腐蚀研究,对四种材质的样品,经过近一个月的扫描观察,终于遇到它,纵有“蓦然回首,那人却在灯火阑珊处”的感觉。2009年交由Kainer教授在新加波国际会议上报道,文章历经5年成稿,最后到2011年才正式发表。其中涉及到晶粒度对镁合金腐蚀行为的反常影响,下期再介绍。 图1 镁合金ZK60显微组织及晶间腐蚀形貌 图4 镁合金ZK60晶间腐蚀模型 曾荣昌 、柯伟、徐永波、韩恩厚、朱自勇 . 镁合金的最新发展及应用前景 . 金属学报 , 40(7), 2001:673-685. Rongchang Zeng , Jin Zhang, WeijiuHuang, W. Dietzel, K.U. Kainer, W. Ke. Review of studies on corrosion ofmagnesium alloys. Trans. Nonferrous Met. Soc. China.16, 2006: S763-S771. Rongchang ZENG, K.U.Kainer, C. Blawert, W. Dietzel. Corrosion of an extruded magnesium alloy ZK60 component-The role of microstructural features, Journal of Alloys and Compounds, 509 (2011)4462-4469. R.C. Zeng , W. Ke, E.H. Han.Corrosion of artificial aged magnesium alloy AZ80 in 3.5wt% NaCl solution. J. Mater. Sci. Techno. 23(3), 2007:363-368. (谢绝转载)
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