镁铝合金腐蚀行为及防护方法研究

论文摘要

随着镁合金越来越多的应用于工业生产以及日常生活,它的特性也越来越受到人们的重视,各国都投入巨额资金进行研究,研究重点有两个方面一是塑性的改善,二是耐蚀性的提高。国内外学者对镁铝合金耐蚀性的研究主要集中在大气腐蚀、溶液浸蚀两部分,在溶液浸蚀方面主要研究合金在各种溶液中的腐蚀机理,对于镁合金在盐雾条件的腐蚀行为报道较少,而AZ系镁合金又是目前应用最多的镁合金,因此有必要研究AZ系镁合金的盐雾腐蚀行为。在AZ系镁合金中β-Mg17Al12是合金中最主要的第二相,它的体积分数、形态、分布情况等极大的影响着镁合金的腐蚀行为,对Mg17Al12单相合金性能的研究会有助于对镁合金腐蚀行为的理解。镁合金的耐蚀性差,本文采用表面涂装的方法来提高薄壁压铸AZ91D镁合金的耐蚀性,探索一种配方简单的有机涂层。利用XRD、SEM、DSC、电化学工作站等仪器对试样性能进行表征,并分析了试验结果之间的相互关系,通过研究得到以下结论:1.在48h小时试验范围内三种铸态镁合金的失重率顺序为:AZ91D>AZ61A>AZ31B。2. Al含量的不同导致了腐蚀形貌的不同,在腐蚀过程中β相和α相构成的微电偶是电化学腐蚀进行的主要动力,β相能改变腐蚀前进的方向而对腐蚀进程的延缓作用较小。3.腐蚀产物主要是Mg（OH）2,经过48h腐蚀后由XRD检测表明腐蚀产物中含有水合物Mg6Al2（OH）18·5H2O。4.铸态单相Mg17Al12密度低,为2.0 g/cm3,硬度在220HV以上。5.铸态单相Mg17Al12自腐蚀电位在-1.0V,在所测试的AZ系镁合金中最高。6.氢致开裂是铸态单相Mg17Al12在NaCl溶液中裂纹形成的主导因素。7.在试验范围内对压铸AZ91D进行磷化处理的最佳温度为50℃时间为1min。8.阻抗测试表明涂装后试样的电阻在109?,涂装后比未处理试样自腐蚀电流密度降低3个数量级。9.浸蚀试验表明涂装后的试样分别在10%的H2SO4,10%的NaOH,丙酮中浸泡10天漆膜均无变化。在100℃水中浸泡72h漆膜无变化。划格试验表明漆膜和基体结合力良好,评定为0级。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 镁合金腐蚀机理研究进展
• 1.1.1 镁合金的主要分类
• 1.1.2 镁合金腐蚀的基本类型
• 1.1.3 影响镁合金腐蚀的因素
• 1.1.4 Mg-Al-Zn 系合金的腐蚀行为
• 1.2 盐雾腐蚀简介
• 1.2.1 盐雾试验及与实际的联系
• 1.2.2 盐雾腐蚀机理
• 1.2.3 影响盐雾腐蚀的因素
• 1.3 镁合金表面防护方法研究进展
• 1.3.1 现有常用防护方法
• 1.3.2 有机涂层前处理工艺
• 1.3.3 磷化处理在有机涂层前处理中的应用现状
• 1.4 论文选题的目的和意义
• 参考文献
• 第二章 实验方法与检测方法
• 2.1 材料腐蚀程度的评定方法
• 2.1.1 均匀腐蚀程度的评定方法
• 2.1.2 局部腐蚀程度的评定方法
• 2.2 铸态镁合金的盐雾腐蚀实验
• 2.2.1 实验设备
• 2.2.2 盐雾箱参数设置
• 2.2.3 盐雾试验
• 2.2.4 电化学测试
• 17Al₁₂ 性能测试及表征'>2.3 Mg₁₇Al₁₂性能测试及表征
• 17Al₁₂ 的制备'>2.3.1 Mg₁₇Al₁₂的制备
• 17Al₁₂ 的性能表征'>2.3.2 Mg₁₇Al₁₂的性能表征
• 2.4 压铸AZ91D 镁合金涂覆环氧清漆耐蚀性实验
• 2.4.1 试样制备
• 2.4.2 磷化工艺参数确定
• 2.4.3 磷化膜成分表征
• 2.4.4 环氧漆的配制
• 2.4.5 涂装件性能测试
• 参考文献
• 第三章 铸态镁合金的盐雾腐蚀行为
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料及方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 表征方法
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 金相分析
• 3.3.2 XRD 分析
• 3.3.3 极化曲线分析
• 3.3.4 失重率分析
• 3.3.5 SEM 分析
• 3.3.6 α相对腐蚀过程的影响
• 3.3.7 β相对腐蚀过程的影响
• 3.3.8 粗糙度分析
• 3.3.9 盐雾腐蚀产物XRD 分析
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 17Al₁₂的物理与电化学性能研究'>第四章 单相Mg₁₇Al₁₂的物理与电化学性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 物理性能
• 4.3.2 电化学性能
• 17Al₁₂ 腐蚀行为与开裂机理分析'>4.4 Mg₁₇Al₁₂腐蚀行为与开裂机理分析
• 17Al₁₂ 在NaCl 溶液中的腐蚀行为'>4.4.1 Mg₁₇Al₁₂ 在NaCl 溶液中的腐蚀行为
• 17Al₁₂ 在NaCl 溶液中的开裂机理'>4.4.2 Mg₁₇Al₁₂ 在NaCl 溶液中的开裂机理
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 压铸AZ91D 镁合金涂覆环氧清漆耐蚀性研究
• 5.1 前言
• 5.2 试验材料及方法
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.2 试验方法
• 5.2.3 表征方法
• 5.3 实验方案与流程
• 5.3.1 原始显微组织
• 5.3.2 试验流程
• 5.3.3 磷化前处理
• 5.3.4 磷化处理
• 5.3.5 磷化温度和磷化时间的确定
• 5.3.6 磷化膜XRD 分析
• 5.3.7 环氧漆涂装工艺
• 5.4 涂装件性能测试
• 5.4.1 极化曲线
• 5.4.2 交流阻抗
• 5.4.3 漆膜厚度的测定
• 5.4.4 溶液浸蚀试验
• 5.4.5 附着力测试
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文