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在资源危机和环境污染日益严重的大背景下,镁及镁合金以低密度、高比强度、良好的加工性能和可以再回收利用等优异的特征逐渐成为交通、通讯和航空航天等领域的轻金属材料,被称为“21世纪绿色工程材料”。近年研究发现,AZ91+RE镁合金具有易铸造加工、强度高、成本低等特点,将被广泛地应用于多种机械部件。但因Mg电极电位(-2.37V)低、化学性质活泼、易同其它元素或夹杂物形成原电池引起电偶腐蚀和合金表面难于形成稳定的保护膜而制约其在工程领域的应用。目前,导致镁合金应用发展缓慢的主要原因之一是未能很好地解决其耐蚀性能差的问题。因此,研究、分析、探讨和掌握镁合金的腐蚀机理以不断丰富和完善镁合金腐蚀理论的研究是提高镁合金耐蚀性能、扩大镁合金工业应用范围的重要途径。为此,本研究作为微量稀土改善镁合金耐蚀性能的基础研究环节,以工业用AZ91和纯La为原料,制备出不同La含量的AZ91合金试样。用静态失重、电化学和盐雾腐蚀方法测定AZ91+x%La(x分别为0、0.063、0.165、0.432、0.646)合金的耐蚀性能,在此基础上用OM、SEM电镜和XRD衍射仪分析,测定和表征AZ91+x%La合金试样的组织结构、腐蚀形貌和腐蚀产物等;并根据实验现象、腐蚀产物形貌等表征分析结果和静态失重实验数据建立AZ91合金腐蚀反应过程动力学模型。用该模型测算的表观腐蚀系数k和微观检测分析结果,分析、研究La含量、晶粒尺寸、物相形态对AZ91耐蚀性能的影响,研究、探讨提高镁合金耐蚀性能的作用机理。为不断丰富和发展镁合金腐蚀理论及扩大镁合金的应用范围提供基础的实验数据。实验与理论分析结果表明:1.在静态失重实验中,加入微量La元素,可降低合金的腐蚀速率,提高合金的耐蚀性能;当La含量为0.165%时,AZ91镁合金的腐蚀速率从原AZ91合金的8mg·cm-2·d-1降低到1mg·cm-2·d-1。腐蚀产物主要是Mg(OH)2. Mg6Al2(OH)18·5H20和少量的Mg17Al12。2.在电化学实验中,加入微量La元素,可提高AZ91合金腐蚀电位,降低腐蚀电流,提高合金耐蚀的热力学性质;当La含量为0.165%时,腐蚀电位由—1.400V提高至—1.328V,腐蚀电流由0.527mA降低到0.014mA。3.在盐雾腐蚀实验中,含La的AZ91合金表面腐蚀程度比AZ91镁合金小,且以3号合金(La含量为0.165%)的表面腐蚀最轻,即耐蚀性能最好。4.AZ91合金静态腐蚀反应动力学模型测算结果表明,表观腐蚀速率常数κ与合金晶粒尺寸d服从于κ=0.411nd-1.36函数式;表观腐蚀速率常数κ与La含量服从k=0.36exp(-25La%)+0.22函数式。其中κmax为0.58μm/h,kmin为0.17μm/h。这是因为加入镁合金的La,不仅有细化晶粒、改变p才(?)(Mg17Al12)和Al11La3相分布方式的作用,且在镁合金中形成耐蚀保护膜,把腐蚀行为由点蚀变为丝状腐蚀降低κ,而提高镁合金的抗蚀能力。5.微量La元素提高AZ91合金耐蚀性能的微观机理可归纳为:微量La细化晶粒、改变p相(Mg17Al12)和Al11La3相分布方式等同于增加腐蚀过程电阻,起到提高腐蚀电位、较低腐蚀电流的作用;凝固偏析于Al11La3相周围的La原子,改变AZ91合金附近领域周围电子云密度,同耐腐蚀产物在合金表面形成保护膜一样,把点状腐蚀改为丝状腐蚀而降低腐蚀速率。