Mechanical properties and potential applications of magnesium alloys

1　INTRODUCTIONDuringthefirsthalfofthetwentiethcentury ,magnesiumalloyswereusedextensivelyincivilianandmilitaryaircraftcomponents.TheneglectofmagnesiumalloysafterworldwarⅡwasrepresentedbytheslumpoftheproductionfrom 2 2 8.8kt/ain194 4to 10kt/aafterWorldWarⅡ .Themostsig nificantapplicationofmagnesiumalloysinthesecondhalfofthetwentiethcenturywasinproductionofair cooledenginesandgearboxesforVolkswagenBeetle ,whichledtheautomobileindustrytomakeavolun tarycommitmenttoachieve 30 %CO2 emissio…     

Q235钢和X70管线钢在北美山地灰钙土中的短期腐蚀行为

通过腐蚀失重速率试验、腐蚀形貌特征的扫描电镜观察和X射线衍射分析以及土壤理化性质分析等手段研究了国产Q235钢和X70管线钢在加拿大中南部的山地灰钙土中实地埋样试验一年后的短期腐蚀行为特征.结果发现Q235钢和X70钢的平均腐蚀速率和最大点蚀深度均比较接近,但Q235钢点蚀密度明显高于X70钢;两种钢的腐蚀产物成分类似,均为FeOOH、Fe₃O₄和Fe₂O₃的复杂混合物,腐蚀产物层不致密,存在明显的裂纹;两种钢表层土壤中均发现较多的硫酸盐还原菌、硫化菌和异养菌,这些菌群的共同作用能够加速腐蚀产物层下局部腐蚀的发生.     

纯铜和电镀铜包钢在大港土壤中的初期腐蚀行为

通过实验室的实土埋样实验（30 d）、极化曲线、交流阻抗谱（EIS）测试和失重法对纯铜和电镀铜包钢在大港实土中的初期腐蚀行为进行了研究.在腐蚀的初期阶段,纯铜的平均腐蚀速率略低于电镀铜包钢,它的耐土壤腐蚀性能略好;纯铜和电镀铜包钢的腐蚀机制存在一定的差异,纯铜的腐蚀行为受扩散控制影响较大.     

在NaHCO3溶液中X70钢的模拟缝隙腐蚀机理研究

利用模拟楔型缝隙构型研究了X70钢在低浓度NaHCO3溶液中的缝隙腐蚀机理.结果表明:随实验时间的延长,缝内金属电位均不同程度的负移,缝隙底部试片的电位最负;缝内溶液pH值下降,溶解氧含量减少;缝外耦接试样时缝内金属腐蚀加剧,缝内溶液的pH值显著下降,微区氧含量略高于缝外无耦接试样时缝内的氧含量.缝隙内、外不同部位金属表面上阳极溶解电流密度与阴极还原电流密度的不平衡是产生缝隙闭塞自催化效应的根本原因;X70钢模拟缝隙在两种不同浓度HCO3-溶液中的腐蚀机理一致,但在较高浓度溶液中腐蚀程度要严重些.     

X70钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为

在不同的阴极保护电位下,采用慢应变速率拉伸实验、动电位极化方法以及SEM研究了X70钢在酸性土壤模拟溶液中的应力腐蚀行为.结果表明: X70钢发生穿晶应力腐蚀裂纹;应力腐蚀开裂(SCC)萌生与外加保护电位有关,完全受阳极过程控制时X70钢的SCC敏感性较低,但会发生点蚀和严重的均匀腐蚀;受混合电极过程控制和全受阴极过程控制时均能发生SCC;受混合电极过程控制时,SCC二次裂纹与点蚀伴生,裂纹形核密度大;而完全受阴极过程控制时,SCC裂纹附近未见点蚀坑,裂纹形核密度低;混合电极过程控制时比完全阴极电极过程控制下更容易发生SCC裂纹.     

X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为

采用动电位极化曲线、动电位电化学阻抗谱(DEIS)和SEM研究了X80管线钢在NaHCO_3溶液中的阳极电化学行为,结果表明:随着HCO_3~-浓度增加,X80管线钢腐蚀速率呈现先增加、后减小的趋势,X80管线钢钝化的临界HCO_3~-浓度为0.009 mol/L.随着HCO_3~-浓度增加,极化曲线阳极电流峰发生变化,当HCO_3~-浓度低于0.009 mol/L时,无阳极电流峰;当浓度在0.009—0.05 mol/L时,有一个阳极电流峰;当浓度增加到0.1 mol/L时,出现两个明显的阳极电流峰,且第1峰与第2峰的峰值电流比随浓度的增大而逐渐增大,DEIS结果与动电位极化曲线完全对应,二者相结合可以很好地研究在不同电位下NaHCO_3溶液中X80管线钢的腐蚀行为,同时对其腐蚀产物和腐蚀机理进行了分析。     

新疆库尔勒土壤模拟溶液中X70钢的缝隙腐蚀

以新疆库尔勒土壤模拟溶液为腐蚀介质(0.06 M Cl- 0.009 M SO2-4 0.001 7 M HCO3-),在阴极极化条件下,采用楔型缝隙模型研究了具有剥离涂层缺陷X70钢的缝隙腐蚀.楔型缝隙的一端封闭,另一开口端延伸到溶池(100 mm×100 mm×100 mm)的模拟溶液中.楔型缝隙的尺寸为深100 mm,宽45 mm,开口尺寸0.15～0.45 mm.将6条X70钢电极试样安装到缝隙中用以测定缝口不同距离处的局部电流密度、极化电位并监测试样的腐蚀状况.安装在缝隙上盖测量孔中的H 离子探头用于测量缝内的pH值.采用-0.85,-1.0和-1.15 V(相对于CSE)的阴极极化电位分别对缝口尺寸(δ)为 0.15,0.30和 0.45 mm的楔型缝隙进行阴极极化.试验结果表明,随着极化时间的延长,缝内局部电流密度和极化电位变得更为均匀,随着缝口控电位的降低以及缝口尺寸的增加,缝内的局部电流密度和pH值增加.缝口控电位相同时,从缝口到缝底的pH值先增加,然后达到一个较稳定的状态.缝口控电位越低以及缝口尺寸越大,pH值越易于达到稳定状态,且pH值开始增加的速率越小.     

X65钢焊接接头在模拟浅表海水和深海环境中的腐蚀行为对比

在实验室模拟条件下,采用失重法及电化学等方法并结合腐蚀形貌显微观察,研究了X65钢焊接接头在浅表海水和深海(1000 m)环境中的短期腐蚀行为及其机理。结果表明,X65钢焊接接头在浅表海水环境下的腐蚀速率大于深海环境下的腐蚀速率,浅表海水环境以点蚀为主,深海环境只在熔合线附近腐蚀相对较快,焊缝区腐蚀不明显;在模拟浅表海水和深海环境下,热影响区(HAZ)的腐蚀电位均低于焊缝和母材区,导致焊缝区域存在电偶效应,加速了HAZ的腐蚀,形成较厚的腐蚀产物膜。     

交流电对X80钢在酸性土壤环境中腐蚀行为的影响

通过电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电流密度(0～1000A/m2)对X80钢在鹰潭酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响.结果表明:随交流电流密度的增加,X80钢的腐蚀速率逐渐增加.当交流电流密度小于100A/m-2时,其腐蚀速率缓慢增大,X80钢腐蚀电位随交流电流密度增加而快速负移;当交流电流密度大于100A/m2时,其腐蚀速率快速增加,其腐蚀电位接近.随交流电流密度的增大,X80钢的腐蚀形态由均匀腐蚀演变为点蚀,阴极极化曲线上的电流波动愈明显,阳极电流密度增大.交流电作用下X80钢生成的腐蚀产物疏松,裂纹多,对基体的保护性很差.     

不同pH的碱性环境中16Mn钢及热影响区应力腐蚀行为

利用电化学技术和U形弯试样浸泡实验研究了16Mn钢及其模拟热影响区(HAZ)在不同pH的碱性硫化物和Cl-介质中的应力腐蚀开裂(SCC)行为与机理.结果表明:16Mn钢原始组织、粗晶组织(空冷组织)和硬化组织(淬火组织)在pH为11.8的碱性硫化物环境中均近似呈钝化状态,维钝电流密度依次降低;随着pH的降低,原始组织和粗晶组织的阳极过程逐渐由钝化态转变为活化态;HAZ中硬化组织、粗晶组织和原始组织在碱性硫化物环境下的SCC敏感性依次降低,其中硬化组织具有明显的SCC特征;随着pH的降低,SCC裂纹有从沿晶裂纹转变为穿晶和沿晶混合裂纹的趋势,并且裂纹的宽度增加.