【摘 要】
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随着汽车、国防军工、航空航天等领域的迅速发展,镁稀土合金由于其优异的室温和高温力学性能和高温蠕变抗力而拥有重要的应用前景,对镁稀土合金研究与发展的需求十分迫切,然而快速的腐蚀速率和局部的腐蚀模式导致机械完整性过早退化,限制了其进一步发展。因此,研究合适的热处理工艺改善镁稀土合金的耐腐蚀性能,并揭示其腐蚀机理具有重要的理论意义。本文通过研究不同热处理方式改善Mg–Gd–Y–Zn–Zr合金的耐腐蚀性。
【基金项目】
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湖南省自然科学基金（2019JJ40023）; 中央高校基本科研业务费专项资金（531107040183）; 湖南省研究生培养创新实践基地
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随着汽车、国防军工、航空航天等领域的迅速发展,镁稀土合金由于其优异的室温和高温力学性能和高温蠕变抗力而拥有重要的应用前景,对镁稀土合金研究与发展的需求十分迫切,然而快速的腐蚀速率和局部的腐蚀模式导致机械完整性过早退化,限制了其进一步发展。因此,研究合适的热处理工艺改善镁稀土合金的耐腐蚀性能,并揭示其腐蚀机理具有重要的理论意义。本文通过研究不同热处理方式改善Mg–Gd–Y–Zn–Zr合金的耐腐蚀性。研究了氢化处理对固溶态Mg–10.27Gd–2.71Y–2.09Zn–0.76Zr（wt.%）合金微观组织、腐蚀行为的影响,以及T5、T6处理对挤压态Mg-11.46Gd-4.08Y-2.09Zn-0.56Zr（wt.%）合金微观组织、力学性能和腐蚀行为的影响。主要研究结果如下:提出采用表面氢化处理工艺改善镁稀土合金的耐腐蚀性能。铸态Mg–10.27Gd–2.71Y–2.09Zn–0.76Zr合金固溶处理后,分布在晶界的Mg3（Gd,Y,Zn）转变为LPSO相。固溶态合金在482°C下1MPa氢化处理40 min,表面层块状LPSO相被一种新型致密条状Gd0.5Y0.5H1.98所取代,生成了厚度约280μm的氢化层。块状LPSO对合金的耐蚀性有不利影响,氢化处理后生成的稀土氢化物提高了合金表面的耐腐蚀性。随着LPSO相的分解,富集在LPSO相中的Zn元素溶解到镁基质,这增加了表面氢化层的伏打电位。氢化发生在晶界处的LPSO相,团簇的条状稀土氢化物的形成并保留LPSO相轮廓。挤压态Mg-11.46Gd-4.08Y-2.09Zn-0.56Zr合金T5处理后晶粒略微长大,LPSO体积分数减少。T6处理后晶粒明显粗大,形成条状LPSO相,富稀土颗粒明显增多。热处理后Mg-11.46Gd-4.08Y-2.09Zn-0.56Zr合金腐蚀速率明显降低,T5态试样的腐蚀速率略高于T6态试样。Mg-11.46Gd-4.08Y-2.09Zn-0.56Zr合金经热处理提高了材料的均匀性,释放了挤压变形态的残余应力,同时析出的β′相作为腐蚀屏障降低了腐蚀速率。此外,热处理后LPSO体积分数减少,有效降低了电偶腐蚀,增强了对基体的保护作用。
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