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高强韧镁合金的腐蚀及稀土转化处理研究

作　者: 李文才
导　师: 王吉会
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 镁合金 稀土转化 耐蚀性 EIS 盐雾试验
分类号: TG174.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


镁合金是工程应用材料中密度最低的金属结构材料,具有高比强度,高比模量,高比刚度,高阻尼,优异的防辐射功能,很好的切削加工性能等特点,在汽车、通讯、航天航空、医学等诸多领域,都有着广阔的市场应用前景。但同时镁及镁合金的化学性质十分活泼,在各种介质中的耐蚀性能都不理想,使其长期处于理论应用和实际应用情况相差十分悬殊的尴尬境地。目前,有很多手段可以提高镁合金的耐蚀性能,如阳极氧化、电镀、热喷涂等,其中,镁合金稀土转化膜技术是一种有效的绿色环保型的表面处理方法。本文以Ce（NO3）3为主盐,在ZK61镁合金表面制备出了稀土转化膜层,并通过对稀土盐浓度、添加剂浓度、转化温度、转化时间和浸渍方式的调整,分析了各工艺参数对转化膜性质的影响,并对膜层形貌、成分、性能进行了测试分析。转化膜的耐蚀性能随着稀土盐浓度、添加剂H2O2浓度、转化温度、转化时间的增加均呈现先增大后减小的趋势;稀土转化膜形成的浸渍方式也对膜层的耐蚀性能有着很大的影响,等间隔浸渍方式生成的膜层的耐蚀性能优于无间隔浸渍方式。稀土铈转化膜的最佳工艺条件是稀土盐（Ce（NO3）3）浓度10g/L、添加剂H2O2浓度50ml/L、转化温度40℃、转化时间30min。本文还对镁合金的腐蚀行为进行了研究,通过盐雾试验、失重法、XRD、SEM等手段,对镁合金的腐蚀情况进行观察,探讨合金成分与组织状态对镁合金耐蚀性的影响,并对腐蚀机理作出了初步的分析。试验表明:对于相同的成分I而言,T6处理增强了镁合金的耐蚀性能;对于相同成分II而言,T6处理反而降低了其耐蚀性能;对于同为铸态组织而言,成分I的镁合金的耐蚀性能要优于成分II的镁合金;镁合金在腐蚀初期出现点蚀,随着时间的延长,点蚀扩展为蚀坑、裂纹,并逐渐向纵深发展,呈现“以点带面”的腐蚀规律;镁合金的腐蚀产物主要与镁合金的组成成分有关,与试验周期的关系甚微。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-20
  1.1 镁合金的性质  8-9
  1.2 镁合金的应用领域  9
  1.3 镁合金的发展现状  9-10
  1.4 镁合金腐蚀的研究  10-14
  1.5 镁合金的防腐技术  14
  1.6 稀土转化技术  14-15
  1.7 稀土转化膜层的EIS评价  15-18
    1.7.1 EIS简介  15-16
    1.7.2 等效电路模型的处理方法  16-18
  1.8 选题意义及研究内容  18-20
    1.8.1 选题来源和意义  18-19
    1.8.2 研究内容  19-20
第二章 试验方法  20-26
  2.1 试验材料  20-21
    2.1.1 镁合金稀土转化试验材料  20
    2.1.2 镁合金盐雾腐蚀试验材料  20-21
  2.2 试验试剂与设备  21-22
  2.3 材料制备方法  22-23
    2.3.1 稀土转化膜层的制备  22-23
    2.3.2 镁合金盐雾腐蚀试样的制备  23
  2.4 材料测试方法  23-26
    2.4.1 表面形貌观察  23
    2.4.2 电化学阻抗谱(EIS)  23-25
    2.4.3 物相分析  25
    2.4.4 盐雾腐蚀试验  25
    2.4.5 失重试验  25-26
第三章 镁合金的稀土铈转化膜工艺及其耐蚀性研究  26-46
  3.1 引言  26-27
  3.2 化学转化膜的形貌和结合力  27-29
  3.3 稀土转化工艺参数的影响  29-45
    3.3.1 稀土盐浓度对转化膜层的影响  29-32
    3.3.2 添加剂H2O2浓度对转化膜层的影响  32-35
    3.3.3 转化处理温度对转化膜层的影响  35-38
    3.3.4 转化处理时间对转化膜层的影响  38-42
    3.3.5 试样浸渍方式对转化膜层的影响  42-45
  3.4 本章小结  45-46
第四章 镁合金的盐雾腐蚀行为研究  46-67
  4.1 引言  46-47
  4.2 镁合金的表面形貌  47-49
  4.3 失重试验  49-54
  4.4 腐蚀形貌  54-63
  4.5 XRD分析  63-66
  4.6 本章小结  66-67
第五章 全文结论  67-68
参考文献  68-74
致谢  74

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术 > 金属复层保护
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