含稀土AZ91鎂合金析出相腐蝕行為與其微結(jié)構(gòu)的相關(guān)性.pdf

1、鎂合金是目前最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，諸多優(yōu)異的性能使鎂合金廣受青睞。但由于較差的耐蝕性以及較差的耐高溫性能而嚴(yán)重制約了鎂合金的廣泛應(yīng)用。添加適量的稀土是改善鎂合金性能的有效途徑之一。本課題采用多種測試方法對添加不同含量的稀土Y、(La,Ce)混合稀土的AZ91鎂合金中析出相的結(jié)構(gòu)、相對電勢差及其與基體的界面結(jié)合方式等進(jìn)行了研究，揭示了析出相在鎂合金腐蝕過程中的作用與其微結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。
　　采用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS

2、)以及透射電鏡(TEM)等測試方法研究了添加稀土前后鎂合金中析出相的形貌、成分及結(jié)構(gòu)。結(jié)果顯示，AZ91鎂合金的微觀組織主要包含基體α-Mg、第二相β-Mg17Al12以及少量的AlMn相。添加稀土Y后，AZ91鎂合金中除了α-Mg和β-Mg17Al12相之外還形成了塊狀的Al2Y、Al2Y3稀土相，以及含Mn的稀土相Al10Mn2Y。添加(La,Ce)混合稀土的AZ91鎂合金中形成了針狀稀土相、短棒狀稀土相以及塊狀稀土相，其中針狀和短

3、棒狀相都為Al4(La,Ce)化合物，塊狀稀土相為Al8Mn4Ce。
　　采用激光共聚焦顯微鏡(LSCM)和掃描探針顯微鏡(SPM)原位觀測了添加稀土前后鎂合金中析出相的腐蝕情況。 AZ91鎂合金表面腐蝕嚴(yán)重，遭受腐蝕的面積較大，其中AlMn相周圍的基體腐蝕最嚴(yán)重。添加稀土Y后，AZ91鎂合金只在局部區(qū)域發(fā)生點(diǎn)蝕，稀土相周圍的基體腐蝕較為嚴(yán)重，與稀土相鄰近的β相周圍的基體腐蝕較輕。添加(La,Ce)混合稀土的AZ91鎂合金中的針狀

4、稀土相沒有明顯促進(jìn)周圍基體腐蝕的現(xiàn)象。原位腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表明，AZ91鎂合金中的AlMn相與含Y鎂合金中的稀土相均有明顯的微電偶驅(qū)動(dòng)作用，能夠促進(jìn)其周圍基體的腐蝕。含(La,Ce)鎂合金中針狀稀土相與基體之間的微電偶腐蝕現(xiàn)象不明顯。
　　采用掃描探針顯微鏡中Peak-Force KPFM功能測試了微區(qū)的電勢分布，結(jié)果顯示，添加稀土前后AZ91鎂合金中β相與基體之間的電勢差在140～160mV之間；AZ91鎂合金中AlMn相與基體之間

5、的電勢差約為340mV；添加稀土Y后，形成的塊狀稀土相(Al2Y,Al2Y3)與基體之間的電勢差在350～400 mV之間；添加(La,Ce)混合稀土后形成的塊狀相與基體之間的電勢差約為400mV，針狀稀土相與基體之間的電勢差在410～450mV之間，短棒狀稀土相與基體之間的電勢差約為410mV。通過HRTEM分析可知添加稀土前后β相與基體之間的界面結(jié)合方式均為半共格，AlMn、Al2Y、Al2Y3、Al8Mn4Ce等析出相與基體之間的