觸變成形AZ91D鎂合金靜應(yīng)力腐蝕行為的研究.pdf

1、AZ91D鎂合金具有良好的鑄造性能和力學(xué)性能，是應(yīng)用最廣的鎂合金之一。但是其凝固溫度范圍寬，在傳統(tǒng)壓鑄生產(chǎn)時(shí)容易形成縮松。和傳統(tǒng)壓鑄相比，半固態(tài)觸變成形技術(shù)能夠顯著減少或消除縮松，且成形零件的力學(xué)性能能通過熱處理進(jìn)一步得以提高。但是，鎂是一種非?；顫姷慕饘伲诙鄶?shù)環(huán)境條件下都易受到腐蝕，尤其作為結(jié)構(gòu)材料在使用中往往受到機(jī)械應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用，易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂(簡稱SCC)。SCC是一種常見的局部腐蝕，其破壞性很大。目前雖然人們對

2、傳統(tǒng)鑄造成形鎂合金的SCC行為進(jìn)行了研究，但仍有許多問題需要澄清，而對觸變成形鎂合金的SCC行為還未涉及。因此，本文以半固態(tài)觸變成形AZ91D鎂合金為研究對象，從NaCl溶液濃度、PH值、應(yīng)力(載荷)等方面對其在靜載荷時(shí)的應(yīng)力腐蝕行為和機(jī)理進(jìn)行了初步的研究。研究結(jié)果表明： (1)與金屬型鑄造AZ91D鎂合金相比，觸變成形AZ91D鎂合金都具有良好的抗應(yīng)力腐蝕開裂的能力。由于成形工藝的不同造成二者微觀組織結(jié)構(gòu)上的差異，α相和β相在

3、二者組織結(jié)構(gòu)中的形態(tài)分布不同所，觸變成形試樣的組織中β相以網(wǎng)狀形式分布在球狀α顆粒周圍，且分布的較連續(xù)，而金屬型鑄造試樣的組織中β相分散的分布在樹枝晶α基體相中。連續(xù)分布的β相作為一種邊界相阻礙了腐蝕的侵入從而提高了抗腐蝕能力。另外，SCC敏感的雜質(zhì)和縮松的量以及分布不同，觸變成形試樣中明顯減少了縮松和雜質(zhì)。 (2)觸變成形AZ91D鎂合金應(yīng)力腐蝕過程主要分為鈍化膜的破裂、點(diǎn)蝕、裂紋的萌生擴(kuò)展和快速失穩(wěn)斷裂四個(gè)階段。在整個(gè)過程中

4、，材料表面的氧化膜和反應(yīng)生成的氫在腐蝕過程中起到了重要的作用。金屬型鑄造試樣在點(diǎn)蝕階段的腐蝕速率較快，而且一旦發(fā)生點(diǎn)蝕，裂紋的萌生擴(kuò)展速率也要比觸變成形材料的快。 (3)固溶和時(shí)效熱處理后，觸變成形AZ91D鎂合金的抗應(yīng)力腐蝕能力明顯提高。主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是斷裂時(shí)間，斷裂時(shí)間都明顯長于未進(jìn)行熱處理的試樣；二是斷口形貌的不同，斷口表面形貌上出現(xiàn)了大量的片層狀組織和剪切臺階，主要是由于熱處理后相的析出阻礙了應(yīng)力腐蝕裂紋的擴(kuò)展，