镁合金汽车零件的腐蚀与防护

随着镁合金在汽车工业中应用的快速增长，镁合金的腐蚀防护变得非常重要，尤其是对外部零件。讨论了镁合金汽车零件的腐蚀问题以及防护方法，重点论述了汽车外部零件的腐蚀防护方法，并对镁合金电偶腐蚀及其防护进行了讨论。     

海水介质中高活性镁合金负极的电化学性能

研制了一种新型镁合金负极材料；用电化学方法测定了镁合金负极在人造海水介质中的电化学性能，用浸泡法测定了材料在人造海水介质中的自腐蚀速度，用扫描电子显微镜观察了镁合金腐蚀后的表面形貌，并与AP65合金和纯镁进行了比较。结果表明，新研制的镁合金在人造海水介质中的开路电位增加，自腐蚀速度降低，稳定工作电位提高，电极表面腐蚀均匀，可开发用于高电性能电池的负极材料。     

镁合金负差数效应的研究进展

随着我国工业水平的不断进步，工程应用领域对轻量化的需求愈加迫切，极大推动了镁合金的快速发展。然而，镁合金的耐蚀性较差，严重阻碍了其实际工程应用。为了有效解决镁合金耐蚀性差的问题，亟需深入研究其腐蚀机理。镁合金电化学腐蚀过程中存在典型的负差数效应(Negative difference effect,NDE)，即在阳极极化下镁合金的析氢速度随电位升高而增加，与传统的电化学动力学理论相异。近年来，国内外学者对镁合金的负差数效应开展了大量研究，先后建立了局部保护膜模型、单价镁离子模型、溶解脱落模型、氢化镁促溶理论、综合理论、部分电子外电路消耗机理、析氢交换电流密度i0增大机理和电催化机理八种理论模型。基于上述模型，人们深化了对镁合金析氢过程的认识，提升了镁合金腐蚀机理的研究深度。本文综述了镁合金电化学腐蚀过程中负差数效应的基本原理及研究现状，归纳出八种负差数效应的理论模型，总结了各模型的发展历程，指出了它们各自存在的不足之处，展望了镁合金腐蚀负差数效应的研究方向。     

镁合金电偶腐蚀研究及其进展

研究了镁合金AM60与异种金属Q235碳钢、18-8不锈钢、LY12铝合金和纯铝之间的电偶腐蚀,介绍了镁合金电偶腐蚀的最新研究进展,重点探讨了影响镁合金电偶腐蚀的因素和减轻镁合金电偶腐蚀的措施,最后提出了镁合金电偶腐蚀研究中需要解决的科学问题.研究和讨论分析表明,为防止镁合金电偶腐蚀,应全面而系统地进行合理的结构设计、选择合适的匹配材料、在镁合金和异种金属表面分别涂装性能优良的耐碱性涂层体系.由于镁腐蚀发生碱化,所以防止电偶腐蚀的环境应避免选用含铝涂层体系.     

镁合金的腐蚀行为与表面防护方法

对镁合金的腐蚀行为，各种因素对镁合金腐蚀性能的影响进行了综述，介绍了几种镁合金表面防腐蚀处理方法及其发展趋势。     

镁合金的应力腐蚀开裂:机理、影响因素、防护技术

随着节能、环保要求的日益提高,环境友好型结构材料的开发及应用受到越来越高的关注。镁合金由于对环境污染小、可回收利用率高等优点而极受世人青睐,成为21世纪最具发展前景的商用轻质材料,被广泛应用于航空航天、计算机、通讯等工业领域。然而,镁合金在应用过程中暴露出许多问题。由于镁活泼的化学性质导致镁合金在服役环境下极易受到腐蚀,例如在潮湿大气、海洋、含硫气氛中都能使镁合金发生点蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀等,使得镁合金结构件的整体或局部受到破坏。特别是在腐蚀和外力的双重作用下,镁合金将发生应力腐蚀开裂,导致结构件发生脆断。近年来,由于镁合金应力腐蚀开裂引起的结构失效案例逐年上升,造成了巨大的经济损失。目前,关于镁合金应力腐蚀开裂的研究主要集中于机理、影响因素和防护措施等方面。国内外学者相关研究表明,镁合金应力腐蚀开裂的机理总体上主要分为阳极溶解和氢脆两种理论,其中滑移溶解和氢局部增塑分别为两种理论的主流观点。但由于镁合金材料、服役环境的多样性以及力学、电化学腐蚀行为的复杂性,现有理论机理缺乏普遍适用性,且部分缺少直接实验验证,急需进一步系统研究。镁合金抗应力腐蚀性能受到镁合金服役环境、镁合金本身的加工工艺以及镁合金中的合金元素等诸多因素的影响。因此,依据应力腐蚀机理,结合影响因素,通过合理添加合金元素开发出新的镁合金,镁合金表面激光冲击改性或表面涂层,镁合金热处理、变质处理等方法都能够很好地降低镁合金应力腐蚀开裂的敏感性。特别是添加稀土元素,例如铒、铈等,能够使得镁合金组织优化,且能形成新的稀土相,对降低其应力腐蚀开裂敏感性的效果显著。本文系统归纳了镁合金应力腐蚀开裂的研究进展,分别对镁合金应力腐蚀开裂机理、影响因素以及其防护措施进行了论述,着重介绍了近十年来国内外的相关研究成果,并提出了镁合金应力腐蚀开裂领域未来的研究方向以及亟待解决的问题。     

AM60B镁合金在不同pH值酸雨中的腐蚀行为

重庆是我国镁合金产业化的重要基地,酸雨对镁合金的腐蚀非常严重.采用极化曲线和电化学交流阻抗法研究了不同pH值条件下AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察了镁合金的腐蚀形貌,用x射线衍射仪(XRD)分析了腐蚀产物的组成.结果表明:随着溶液pH值的下降,AM60B镁合金的自腐蚀电位变负,腐蚀速率增加,同一腐蚀电位下阳极极化电流变大;电化学阻抗谱显示其容抗减小,膜电容下降,镁合金表面的保护膜被破坏;AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀以点蚀为主,形成了较深的腐蚀坑,腐蚀程度随着溶液pH值下降而增大,腐蚀产物主要由MgO和MgAl2(SO4)4·2H2O组成.     

模拟体液中的尿酸对AZ31B镁合金腐蚀行为的影响

过去,探讨高尿酸浓度体液中AZ31B镁合金腐蚀状况的研究不多。采用开路电位、交流阻抗谱和失重法等研究了AZ31B镁合金在不同尿酸浓度的模拟体液中的腐蚀行为。结果表明:在模拟体液中尿酸会加快镁合金的腐蚀,但是尿酸加入量与腐蚀速度不是简单的线性关系,尿酸浓度较小时其对腐蚀速率影响较大,当尿酸浓度超过104μmol/L后,镁合金的腐蚀速率不再显著增大;镁合金的失重速率随着浸泡时间的延长而减小,经8~12 d的浸泡后,镁合金的腐蚀过程基本达到稳定状态。     

AZ31镁合金在Hank’s模拟体液中的腐蚀行为研究

研究了AZ31镁合金在Hank's模拟体液中的腐蚀行为,包括腐蚀形貌、腐蚀速度和腐蚀电化学特征参数.通过扫描电子显微镜(SEM)比较了不同腐蚀环境中镁合金样品的腐蚀形貌特征.利用失重法测量了镁合金的腐蚀速度,并依此分析了Hank's模拟体液中各成分对镁合金腐蚀速度的影响.测量并分析了不同pH值下的动电位动态极化曲线.结果表明,镁合金在Hank's模拟体液中的腐蚀主要为氯离子引起的点蚀;H_2PO_4~-和HPO_4~(2-)具有缓蚀作用;pH值的升高可以提高镁合金腐蚀反应的自腐蚀电位,降低腐蚀反应的热力学倾向,稳定腐蚀过程中形成的钝化膜,从而降低了腐蚀速度.     

微量硼对镁合金耐腐蚀性能的影响

镁合金中加入微量硼,可以细化晶粒,但硼对镁合金耐腐蚀性能的影响,国内外未见报道.通过测定自腐蚀电位、极化曲线、盐雾腐蚀速率和对盐雾腐蚀试样表面形貌扫描等技术,研究了微量硼对镁合金(Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn)耐腐蚀性能的影响.结果表明:微量硼的加入显著细化了镁合金的组织和晶粒,从而提高了其自腐蚀电位,降低了盐雾腐蚀速率,使耐腐蚀性能得以改善;当硼的加入量为0.15%时,镁合金的自腐蚀电位比未加时约提高25 mV,腐蚀速率比未加时降低31.7%.     

镁合金防腐用的冷喷涂技术

冷喷涂防腐是一项革命性技术，借助这项技术可直接、就地在镁合金上生成厚的铝镀膜达到降低或排除常见腐蚀或电池腐蚀。这项技术有望克服原有镁合金防腐技术的缺点，从而有助于将镁用于汽车的外部元件。     

镁合金腐蚀及其腐蚀形貌分形

分形维数能有效表征材料腐蚀程度,但目前未见用分形表征镁合金腐蚀的报道。主要介绍AZ31及AZ91D镁合金在不同时间腐蚀条件下腐蚀形态特征的变化,通过引入多重分形理论来描述镁合金表面腐蚀坑形态的分布。通过研究发现:镁合金在适当腐蚀时间内,腐蚀表面具有明显多重分形的特征,D(0)、D(1)、D(1)/D(0)、Δα和Δf等特征值反映了腐蚀坑分布的非均匀质特征;AZ31镁合金的腐蚀速率较快,腐蚀时间过长,其表面几乎全部腐蚀,很难表现出多重分形特征;AZ91D镁合金的多重分形中特征值D(1)和Δα、D(1)和Δf、D(1)/D(0)和Δα、D(1)/D(0)和Δf都具有线性关系。     

镁合金的腐蚀与防护研究进展

综述了镁合金的腐蚀现状包括腐蚀机理、腐蚀类型和负差数效应,总结了提高镁合金耐腐蚀性能的途径,并提出了进一步的研究与开发方向.     

原位阻抗谱研究β相对镁-铝合金初期大气腐蚀行为的作用

采用原位电化学阻抗(EIS)技术研究了薄液膜条件下β相对镁铝合金初期腐蚀行为的影响。结果表明由NaCl诱发的镁合金初期大气腐蚀,β相起到了关键作用。在早期的10 h内,β相体积分数较多的镁合金对应阻抗谱的电荷转移电阻比较大,表明其腐蚀速率较慢,这是由于镁合金中β相相对耐蚀。但在高浓度Cl~-作用下,随暴露时间的延长,一旦突破合金表面β相的阻碍后电荷转移电阻明显下降,腐蚀速率加快。β相体积分数较少的镁合金随着暴露时间的延长,腐蚀产物膜的保护性明显优于β相体积分数较多的镁合金,这有助于减缓β相体积分数较少的镁合金基体在暴露后期的腐蚀速率。     

元素固溶与析出对镁合金耐蚀性影响的研究进展

合金元素的固溶与析出改变了镁基体相电位和第二相的种类,从而显著影响镁合金的微电偶腐蚀行为.本文综述了元素固溶与析出对镁合金耐蚀性影响的研究现状,总结了典型合金元素在镁合金中固溶析出的典型第二相,重点阐述了基于热力学和动力学分析常见镁合金系中的固溶和析出行为对镁合金的腐蚀行为的影响,指出了良好的镁合金候选材料应具备的条件,提出了提高镁合金本征耐蚀性的设计方法,未来研究重点应通过调控镁合金中合金元素的种类和数量来降低镁合金腐蚀速率,扩大合金应用范围.     

2种不同形态的Mg-0.12Ca-0.08Ba镁合金的腐蚀行为研究

镁合金的应用受到其变形能力差、耐腐蚀性差的制约。为推广镁合金应用，采用低合金化设计并制备了新型Mg-0.12Ca-0.08Ba合金，通过NaCl溶液浸泡试验、SEM、EDS分析和电化学测试等手段考察了其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。实验结果表明：随着腐蚀时间的延长，挤压态及挤压退火态Mg-0.12Ca-0.08Ba合金表面由局部点蚀变为大范围面腐蚀，腐蚀产物逐渐增多，腐蚀产物主要为MgO、Mg(OH)₂,合金表面的线粗糙度、面粗糙度明显增大，析氢速率逐渐减小。与挤压态镁合金相比，退火态合金析氢速率较慢，开路电位更高，腐蚀电流更小，表明退火态合金耐腐蚀性能较好。     

Zn含量对生物医用镁合金耐Hank’s模拟体液腐蚀的影响

为了探讨Zn含量对Mg-Zn-Ca镁合金腐蚀性能的影响,采用熔融浇注法制备了Zn含量分别为4%,6%和8%的Mg-Zn-Ca镁合金,在37℃恒温下,以Hank’s模拟体液为腐蚀介质,研究了其腐蚀、电化学行为。结果表明:在Hank’s模拟体液中,4%Zn的镁合金腐蚀速率最小,自腐蚀电位最高;3种镁合金中,4%Zn的容抗弧最大,即耐腐蚀性能最佳。     

稀土在镁合金中作用的研究现状

稀土元素在镁合金中具有阻燃、净化熔体等作用，能有效改善合金的铸造性能；可细化显微组织、形成准晶相、抑制形变织构，提高镁合金的室温及高温强度和塑韧性等力学性能；并改变镁合金表面腐蚀层结构、控制阴极相数量和分布以及影响电化学过程，从而改善镁合金的耐腐蚀性能。总结了利用稀土元素改善镁合金组织性能的研究现状，并对稀土镁合金的发...     

镁合金的腐蚀与防护研究进展

镁合金以质轻、结构性能优异、以及易于回收等众多优点成为装备制造业轻量化发展的首选材料;而且,无论在储量、特性、应用范围、循环利用、以及节能环保等方面和钢铁相比,均具有非常明显的优势.首先介绍了镁合金在近代工业发展中的作用以及现实应用存在的主要问题,然后对镁合金的腐蚀机理、各种因素对镁合金腐蚀性能的影响以及新型稀土镁合金的电化学腐蚀行为进行了综述.最后简要介绍了几种比较有发展前景的镁合金表面防护技术,并概述了镁合金腐蚀与防护研究未来的发展方向.     

电轧AZ31镁合金在模拟海水中腐蚀行为研究

为对比研究高能电脉冲轧制工艺和冷轧工艺对AZ31镁合金腐蚀性能的影响,采用腐蚀形貌观察、动电位极化测试、电化学阻抗谱与腐蚀速度测试等方法系统地研究了高能电脉冲轧制和冷轧AZ31镁合金带材在模拟海水(3.5%NaCl)中的腐蚀行为.结果表明:在同样变形量下,与冷轧AZ31镁合金相比,电轧AZ31镁合金的耐腐蚀性略有提高.这与电轧AZ31镁合金再结晶比例大,位错密度小,具有较低能态的位错组态及能形成较稳定的腐蚀产物膜有关.