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稀土Sm对AZ80镁合金组织和腐蚀性能的影响

作　者: 王浩
导　师: 文九巴
学　校: 河南科技大学
专　业: 材料学
关键词: 稀土Sm 镁合金AZ80 电化学阻抗谱耐腐蚀性能
分类号: TG146.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

镁合金作为目前可用的密度最小的结构材料，具有高比强度、高比刚度、高导热性和良好的铸造加工性能等优点，在航天、汽车等领域具有广阔的应用前景。但镁合金耐蚀性较差，抗蠕变性差等特点严重地制约其应用范围，提高镁合金的耐蚀性可扩大镁合金的应用范围。本文以AZ80镁合金为基础合金，添加稀土元素Sm。研究了Sm对AZ80合金微观组织和腐蚀性能及力学性能的影响，并研究镁合金中析出相对合金耐蚀性的影响。通过光学显微镜、扫描电镜分析了不同含量Sm对AZ80组织的影响；通过扫描电镜、X-射线能谱分析、X-射线衍射、透射电镜研究了加入Sm后AZ80中析出相的变化；通过全浸实验和析氢集气试验研究了不同Sm含量对AZ80合金耐蚀性的影响；通过对合金电化学阻抗、极化性能测试，研究了Sm对AZ80镁合金电化学性能的影响；通过不同时间的腐蚀试验研究合金的腐蚀过程；通过热处理改变合金中的析出相形态，研究析出相对合金腐蚀性能的影响。实验结果表明：在实验范围内，稀土元素Sm能不同程度的细化AZ80合金的铸态组织，提高了合金的耐蚀性，室温强度等。添加稀土Sm后合金中β-Mg₁₇Al₁₂相数量减少、并使连续网状分布的β相变得断续，合金中生成新的第二相Al₃Sm；在3.5%NaCl中性溶液中，添加0.6%Sm的AZ80合金的耐腐蚀性能最佳，腐蚀速率为3.3g·m^-2·d^-1，仅为原始合金腐蚀速率的25%；添加1.0%Sm后合金室温下抗拉强度达到213MPa，延伸率为6.03%，比原始合金提高了21.7%和18.2%；经过固溶处理合金的耐蚀性降低，固溶+时效处理后合金的耐蚀性提高，合金的耐蚀性随着时效温度的提高而降低。综上所述，适量的稀土Sm的添加提高了AZ80镁合金的耐蚀性和力学性能，使合金的综合性能得到了提高。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
第1章绪论  8-20
  1.1 镁及镁合金的性质  8-9
    1.1.1 镁的化学性质  8
    1.1.2 镁合金的物理性质和力学性能  8-9
  1.2 镁合金的分类  9-10
  1.3 镁合金的强化  10-12
    1.3.1 合金化强化原理  10-11
    1.3.2 合金化元素及其作用  11-12
  1.4 镁合金的应用  12-13
  1.5 镁及镁合金的腐蚀行为  13-15
  1.6 影响镁合金耐蚀性的因素  15-16
    1.6.1 环境因素  15
    1.6.2 杂质元素  15
    1.6.3 组织和相  15-16
  1.7 提高镁合金耐蚀性的途径  16-18
    1.7.1 控制合金杂质的含量  16
    1.7.2 开发新的耐蚀合金  16-17
    1.7.3 热处理工艺  17-18
  1.8 本文研究的意义、目的及内容  18-20
第2章材料制备与试验方法  20-26
  2.1 实验方案的确定  20-21
    2.1.1 合金系的选择  20
    2.1.2 实验方案的确定  20-21
  2.2 合金熔炼  21-22
  2.3 合金的热处理  22
  2.4 腐蚀性能测试  22-24
    2.4.1 全浸实验  22-23
    2.4.2 析氢试验  23
    2.4.3 腐蚀形貌观察  23
    2.4.4 电化学测试  23-24
  2.5 合金力学性能测试  24-25
  2.6 合金组织分析  25-26
第3章 Sm 对 AZ80 合金铸态显微组织的影响  26-34
  3.1 金相组织  26-29
  3.2 AZ80-xSm 合金铸态组织的 SEM 分析  29-31
  3.3 Sm 对铸态合金相组成的影响  31-32
  3.4 AZ80-xSm 合金铸态组织的 TEM 分析  32-33
  3.5 结论  33-34
第4章 AZ80-xSm 合金的性能分析  34-47
  4.1 合金的力学性能  34-36
  4.2 合金的腐蚀速率  36-38
    4.2.1 失重法  36-37
    4.2.2 气体容量法  37-38
  4.3 合金的腐蚀形貌  38-41
  4.4 合金的腐蚀产物  41
  4.5 合金的电化学性能  41-46
    4.5.1 电化学阻抗  41-45
    4.5.2 极化曲线  45-46
  4.6 结论  46-47
第5章热处理对 AZ80-xSm 合金腐蚀性能的影响  47-54
  5.1 不同热处理状态对 AZ80-xSm 合金耐蚀性的影响  47-50
    5.1.1 不同热处理状态对 AZ80-1.0Sm 合金腐蚀速率的影响  47-48
    5.1.2 不同热处理状态对 AZ80-1.0Sm 合金腐蚀形貌的影响  48-49
    5.1.3 不同热处理状态对 AZ80-1.0Sm 合金腐蚀速率电化学性能的影响  49-50
  5.2 Sm 含量对 T6 处理后合金耐蚀性的影响  50-53
    5.2.1 不同 Sm 含量合金的腐蚀速率  50-51
    5.2.2 不同 Sm 含量合金的腐蚀形貌、  51-52
    5.2.3 不同 Sm 含量合金的电化学性能  52-53
  5.3 小结  53-54
第6章分析与讨论  54-57
  6.1 AZ80 合金腐蚀过程分析  54-55
  6.2 析出相对合金腐蚀影响  55-56
  6.3 稀土改善镁合金耐蚀性的展望  56-57
第7章结论  57-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
攻读硕士学位期间的研究成果  63

稀土Sm对AZ80镁合金组织和腐蚀性能的影响

内容摘要

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