镁合金在大气环境中的电偶腐蚀

研究了AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与Q235碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金4种材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进行周期分别为3,6,15,20,27个月的大气腐蚀行为及规律. 结果表明,镁合金作为电偶对的阳极其腐蚀速率在与实验所用材料偶接后显著提升. 其中,与Q235碳钢、316L不锈钢偶接后大气电偶腐蚀效应最大,而与LY12铝合金偶接后大气电偶腐蚀效应最小. 青岛站镁合金试样的大气电偶腐蚀效应要明显高于武汉站的试样. 不同镁合金的大气电偶腐蚀效应γ之间存在的基本关系为AZ91D最大,AM50最小.     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.     

AZ31镁合金微区电偶腐蚀的数值研究

结合水平集函数方法及移动网格技术,利用有限元法模拟分析了离散型β相分布和连续型β相分布的AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,通过解Nernst-Planck方程得到腐蚀过程中AZ31镁合金/NaCl界面的电势、氯离子及镁离子浓度分布,并通过扫描离子选择性电极实验验证了此模拟方法的可行性.模拟分析表明,当β相离散分布在α相周边时,在与β相相邻的α相区域腐蚀速率最快,形成腐蚀缩颈坑,坑内氯离子富集,进一步加速了α相的腐蚀,最终β相逐渐脱离合金进入溶液;当β相连续分布在α相周边时,α相不断被腐蚀,最终α相全部溶解而只剩β相,求解随即停止.扫描离子选择性电极实验结果表明此模拟模型可以对镁合金的电化学腐蚀进行较好预测和判断.     

缓蚀剂对电偶腐蚀的抑制作用的研究

通过测量N80和13Cr钢电偶电流，比较了几种缓蚀剂对电偶腐蚀的抑制效果，研究了缓蚀剂与硫脲之间的协同作用，并采用动电位扫描法对缓蚀剂BHD-Z的性能进行了研究。结果表明，添加少量的硫脲就能显著提高缓蚀剂BHD-Z的缓蚀效果。当硫脲添加量为4%时，对电偶腐蚀的抑制效果最佳。缓蚀剂BHD-Z主要抑制了腐蚀的阳极过程，属于一种阳极抑制型缓蚀剂。     

镁合金在水-乙二醇体系中的电偶腐蚀及缓蚀剂

研究了AZ91D压铸镁合金分别与Q235钢、H62黄铜、LF21铝合金及356#铸铝偶接在水-乙二醇体系中的电偶腐蚀行为和规律,并对加入开发的有机-无机复配缓蚀剂前后的腐蚀行为差异和缓蚀效果作出了评价.结果表明,加入缓蚀剂后不仅降低了电偶对中镁合金的全面腐蚀,而且有效抑制了点蚀.通过电偶腐蚀电化学参量的测量和动电位极化曲线的测量发现,AZ91D压铸镁合金的电偶腐蚀由加入缓蚀剂前的阴极控制转变为阳极控制,且对阳极过程抑制显著.     

扫描Kelvin探针研究缺陷涂层的膜下腐蚀电化学行为

应用扫描Kelvin探针原位研究盐雾和干湿周浸环境中缺陷涂层膜下的腐蚀行为.结果显示:在两种腐蚀环境中,缺陷涂层均分为缺陷、阴极剥离及完好涂层区域;Kelvin电位的分布相同,缺陷处最高,完整涂层处最低.Kelvin电位分布峰的直径随时间的延长而增大,表明剥离区域扩大.干湿周浸环境中,Kelvin电位的最大值Vmax随时间变化不明显,Vmin在逐渐下降后达到谷值,随后升高;盐雾环境中由于电解质溶液持续扩散和盐雾颗粒极强的腐蚀性,Kelvin电位随时间的变化规律为Vmin在起始阶段达到最小值,随后升高.由Vmax-Vmin的变化规律得出,干湿周浸环境下腐蚀倾向性在试验开始5h后达到最大,而在盐雾环境下,试验开始阶段腐蚀倾向性就达到最大,且要高于干湿周浸环境.     

扫描Kelvin探针研究破损环氧涂层下碳钢的腐蚀行为

采用扫描Kelvin探针技术(SKP)对中性盐雾环境条件下破损环氧涂层的碳钢的腐蚀行为进行了研究.不同盐雾试验阶段的伏打电位变化规律的分析结果表明:环氧/碳钢涂层的缺陷为腐蚀介质提供了向碳钢基体传输的通道.破损处碳钢基体的电位比其邻近的膜下碳钢基体更负,成为阳极溶解发生区域.一定时间的盐雾试验后,破损处生成的未溶腐蚀产物可覆盖住裸露基体,使破损处向正的电位变化而成为阴极,而其附近的膜下碳钢基体电位变负而成为新的阳极区.同时,不断形成的新阴极和新阳极的电位差成为膜下腐蚀继续发展的驱动力.随着膜下腐蚀的进行,腐蚀介质和腐蚀产物在界面处大量聚集,破坏了环氧和碳钢基体的结合力,导致鼓泡和剥离现象的出现.     

铸铝-碳钢电偶腐蚀及PBTCA的缓蚀研究

铸铝 -碳钢电偶腐蚀是工业水系统常见的腐蚀类型 .通过电偶腐蚀、腐蚀失重、扫描电镜 (SEM)、俄歇电子能谱 (AES)等表面分析技术 ,结合自腐蚀电位和极化曲线测量 ,研究铸铝 -碳钢电偶在水中的腐蚀及有机膦羧酸PBTCA对它们的缓蚀作用 .PBTCA对铸铝是一种阴极型缓蚀剂 ,能有效防止铸铝的点蚀 ,与硼酸盐结合使用能较好地抑制铸铝 -碳钢的电偶腐蚀 .     

AZ31镁合金微区电偶腐蚀的数值研究

结合水平集函数方法及移动网格技术,利用有限元法模拟分析了离散型β相分布和连续型β相分布的AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,通过解Nernst-Planck方程得到腐蚀过程中AZ31镁合金/NaCl界面的电势、氯离子及镁离子浓度分布,并通过扫描离子选择性电极实验验证了此模拟方法的可行性.模拟分析表明,当β相离散分布在α相周边时,在与β相相邻的α相区域腐蚀速率最快,形成腐蚀缩颈坑,坑内氯离子富集,进一步加速了α相的腐蚀,最终β相逐渐脱离合金进入溶液;当β相连续分布在α相周边时,α相不断被腐蚀,最终α相全部溶解而只剩β相,求解随即停止.扫描离子选择性电极实验结果表明此模拟模型可以对镁合金的电化学腐蚀进行较好预测和判断.     

X70异种钢焊接接头的电偶腐蚀行为

利用SEM和光学显微镜对X70异种钢焊接接头进行显微组织观察,并在模拟土壤溶液中测量各区极化曲线以及焊缝和X70钢以不同面积比偶合时的电偶腐蚀电流.结果表明,该接头熔合区很窄,无类马氏体存在,焊缝为细小树枝晶,Nb和Mo元素严重偏析于枝晶间,在实验溶液中该区呈钝化状态,具有优异的耐蚀性.热影响区粗晶区主要为粗大贝氏铁素体和分布不均匀的长条状M-A组元,而X70母材为细小贝氏体组织,二者腐蚀行为无明显差别,阳极极化电位超过150mV时前者的极化率略高于后者.在焊缝与X70的电偶腐蚀中,阴极反应受氧扩散控制,随阴/阳极面积比增大,X70腐蚀电流密度急剧增加,具有近似"汇集原理"的腐蚀特点,偶合时焊缝阴极极化电位很高,受到完全保护.     

Cl-作用下碳钢和耐候钢大气初期腐蚀的Kelvin探针研究

利用扫描Kelvin探针(SKP)技术,结合腐蚀产物的形貌分析和物相分析,研究了Q235碳钢和Q450耐候钢在盐雾腐蚀实验早期阶段的腐蚀行为和电位分布.结果表明,Cl-对碳钢有强烈的侵蚀作用,在盐雾腐蚀过程的初期,金属表面出现明显的阴极区和阳极区,表面电位随时间逐步正移,呈现局部腐蚀的特征,且由于合金元素的作用,Q450耐候钢腐蚀较为均匀,SKP测试的表面电位高于Q235碳钢,形成的锈层较为致密,耐大气腐蚀性能优于Q235碳钢.     

Galvanic corrosion behavior of die cast AZ91D magnesium alloy in chloride solution

The galvanic corrosion behavior of die cast AZ91D magnesium alloy coupled with H62 brass, 316L stainless steel, A3 steel and LY12 aluminum alloy of different areas in 3.5% NaCl solution was studied. The free corrosion potentials, galvanic potentials and currents of these galvanic couples were measured. The galvanic effects were determined by the mass loss and regression method using three points. The results show that: (1) In these four kinds of couples AZ91D acts as the anode, whose galvanic corrosion behavior is mainly controlled by the cathodic polarization; (2) The free corrosion potentials of these four kinds of couples change a liffle with time and cathodic/anodic area ratio (CAAR); (3) The galvanic potential of AZ91D/LY12 moves positively with the increase of time and CAAR; (4) The galvanic currents increase with CAAR, but there is difference in the current change between different couples; (5) The anodic dissolution rate of the magnesium alloy increases by 2-3 orders after being coupled with these four kinds of metals and the galvanic effects of these couples have such a relation as γ_H62>γ_316LS.S>γ_LY12>γ_A3.     

镁合金在大气中的腐蚀行为及其表面防护技术

镁合金由于密度小,比强度高,作为结构材料在汽车工业和电子产品领域受到广泛关注。限制镁合金进一步扩大应用的主要障碍是其差的耐腐蚀性能。镁合金主要的服役环境是在大气条件下,大气湿度、腐蚀性污染物是影响镁合金腐蚀的主要因素。在含有氯化物的环境中,镁合金呈现强的腐蚀敏感性。对于镁合金在大气环境下的腐蚀行为及其研究进展进行了综述。为了提高镁合金的耐腐蚀性能,在镁合金表面覆盖防护性膜层是有效方法。介绍了化学转化膜、阳极氧化膜、金属镀层等几种典型的镁合金表面防腐蚀处理方法。由于六价铬致癌,传统的铬酸盐表面处理工艺逐渐被限制和取缔。开发环境友好型的镁合金表面腐蚀防护技术并在工程上应用是发展趋势。     

镁合金焊接技术研究进展

成熟可靠的焊接技术是镁合金大范围应用的重要保证。本文针对目前镁合金焊接技术的研究现状与存在问题进行了综述与分析,指出各种镁合金焊接技术都具有自身的优、劣势,对其选择应该立足于焊接技术本身的特性与焊接部件的具体要求。其中,钨极氩弧焊、搅拌摩擦焊和激光焊是镁合金焊接工艺中具有巨大发展潜力与应用前景的焊接技术。     

Microstructure characterization of early corrosion behavior of AM60B magnesium alloys

The microstructures and corrosion behavior of AM60B magnesium alloys, produced by both high-pressure die casting (HPDC) and super vacuum die casting (SVDC) processes, were investigated by a combination of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and slow positron beam technique. XRD confirmed that calcium carbonate (CaCO3) deposited on the surface of alloys during the early stages of corrosion, and the deposition rate of CaCO3 for SVDC with corrosion time was slower than that of HPDC. SEM observation found that the -phases in the skin surface of SVDC alloy had a greater volume fraction and more continuous distribution than that of HPDC alloy, leading to lower volume fraction of CaCO3 deposited on surface of SVDC alloy for the same corrosion time. The slow positron beam Doppler broadening measurement revealed that the thickness of surface corrosion layer increased with corrosion time. Compared with HPDC alloy, the increase rate of thickness for SVDC alloy is slower, which implied that SVDC alloy exhibited a better corrosion resistance than HPDC alloy.     

镁合金高温强化、阻燃及腐蚀机理探究

由于具有低密度和其他的优异性质,镁合金作为21世纪轻量化结构和功能材料正越来越多地应用于汽车、电子、航空航天及能源等领域。然而,现阶段镁合金的高温和腐蚀性能还不够好,加之其熔炼时燃烧和加工性能差限制了其发展和实际应用。结合笔者的研究工作,综述了镁合金高温强化、阻燃和腐蚀方面国内外的研究成果,探讨了Bi,Sb及稀土对镁合金高温强化影响机理、Ca,Be稀土等对镁合金的阻燃机理和镁合金腐蚀钝化机理。意在加深对这些机理的理解,为将来镁合金的研究发展提供基础。     

AZ31镁合金在NaCl溶液中的电化学腐蚀行为研究

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱等方法研究了AZ31镁合金在3 5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,挤压加工成形的AZ31镁合金,由于合金内部组织沿水平方向发生了一定的层移,位错和缺陷增多,致使侧面和截面的耐腐蚀性能比表面稍差.阻抗测试结果显示,随着浸泡时间的延长,腐蚀产物在合金表面沉积,对基体金属具有一定的保护作用.