鋰合金的微觀組織及其腐蝕行為研究.pdf

1、鎂合金具有比強度高、塑性好、抗高能粒子穿透力、生物相容性好等特征，是航空航天、軍事武器、臨床醫(yī)學、汽車、核工業(yè)等方面最理想并具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ慕Y構材料之一。隨著工業(yè)化生產對于材料輕量化的要求越來越高，Li作為一種低密度的金屬，添加至鎂合金中能極大地降低鎂合金的密度，鎂鋰合金受到越來越多的關注。但是Li的化學活性較高，對于鎂鋰合金的腐蝕行為及腐蝕機理還需要進一步的研究。
　　本文利用真空感應熔煉法制備了不同成分的Mg-xLi合金（x

2、=3，8，14， wt％）。采用X射線衍射儀、金相顯微鏡、顯微維氏硬度計等對鑄態(tài)、均勻化退火和軋制后的鎂鋰合金的微觀組織和力學性能進行了測試與表征。同時采用動電位極化、恒電流析氫、掃描電鏡和透射電鏡相結合，詳細研究了Li含量對于退火態(tài)、軋制態(tài)鎂鋰合金在0.1M NaCl溶液中的腐蝕行為的影響。
　　通過研究，可以得出以下結論：
　　(1)鑄態(tài)Mg-3Li合金和Mg-14Li合金的組織由單一的α相或者β相組成，而Mg-8Li合

3、金則由雙相組織組成，針狀的α相分布在β相之中。合金的硬度值隨著Li含量的增加由54.5HV降低至37.7HV。經過退火處理（Mg-3Li合金和Mg-8Li合金在350℃下均勻化退火8h，Mg-14Li合金采用380℃，5min的固溶處理和350℃，8h的均勻化退火），鎂鋰合金的枝晶消失，Mg-3Li合金和Mg-14Li合金的晶粒尺寸分別為108.6μm和187.9μm。
　　(2)退火之后，鎂鋰合金在0.1M NaCl溶液中的腐蝕

4、行為研究表明， Mg-3Li合金在浸泡初期的耐蝕性較好，Mg-8Li合金的腐蝕速率最大。在0.1 M NaCl溶液中，Mg-3Li合金和Mg-14Li合金的腐蝕特征為點蝕，而Mg-8Li合金由于α和β相之間存在電位差，電位較負的β相先被腐蝕，合金出現較為明顯的絲狀腐蝕特征。
　　(3)在長時間浸泡之后，Mg-3Li合金表面膜層分布著大量的裂紋，而Mg-14Li合金的腐蝕產物膜層相對致密。這是由于Mg-3Li合金表面的腐蝕產物以Mg

5、(OH)2為主，而Mg-14Li合金則由Li2CO3組成。Cl-會破壞鎂合金表面的Mg(OH)2膜層，使得表面出現活化中心，加速鎂合金的腐蝕。而Mg-14Li合金表面Li2CO3膜層在NaCl溶液中能較為穩(wěn)定的存在。
　　(4)對鎂鋰合金(Mg-3Li,Mg-8Li,Mg-14Li)進行熱軋?zhí)幚恚?50℃，70%下壓量），變形后鎂鋰合金的晶粒沿著軋制方向被拉長。Mg-3Li合金和 Mg-8Li合金的硬度分別從54.5HV和42.3

6、HV增加至75.2HV和52.3HV，由于β相加工硬化的程度較小，Mg-14Li合金的硬度值從37.9HV增加至39.3HV。
　　(5)軋制Mg-3Li合金的腐蝕速率最小，Mg-8Li合金耐蝕性最差。動電位極化的結果表明，軋制之后，鎂鋰合金腐蝕行為的主要影響過程是陽極過程。金屬表面膜層的致密度是影響鎂合金的腐蝕行為的重要因素，軋制處理之后的Mg-3Li合金的腐蝕產物膜層與退火態(tài)相比，膜層致密度較高，這是由于軋制使得Li在腐蝕過程