微量Ca和Sn对提高Mg–3Al–1Zn合金耐蚀性的作用

镁合金耐腐蚀性差极大限制了商用镁合金的广泛应用。微合金化是提高镁合金腐蚀性能最简单有效的方法。基于低成本合金成分设计,通过扫描开尔文探针力显微镜、析氢、电化学测试和腐蚀形态分析表征了含有微量 Ca 或 Sn 元素的商用 Mg–3Al–1Zn (AZ31) 合金的腐蚀行为。结果表明:在 AZ31 合金中,Al₂Ca/α-Mg和Mg₂Sn/α-Mg的电势差分别为 (230 ± 19) mV和(80 ± 6) mV,远低于Al₈Mn₅/α-Mg的电势差(430 ± 31) mV,即AZ31–0.2Sn合金的耐腐蚀性能最好,AZ31–0.2Ca 次之,而 AZ31 合金最差。此外,Sn溶入基体当中明显提高了α-Mg的电势,并在基体界面形成了致密的SnO₂膜,而Ca元素通过富集在腐蚀产物层当中,使得AZ31–0.2Ca/Sn合金的腐蚀产物层比AZ31合金更加致密、稳定和更具保护性。因此,含0.2wt% Ca或Sn元素的AZ31合金表现出优异的耐腐蚀性能,具有更全面的商业应用潜力。