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本文采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析,以及静态失重法、电化学测试和力学性能测试等手段,系统研究了铸态ZK60合金不同热处理状态的组织与腐蚀性能,以及变形ZK60合金不同热处理状态的腐蚀性能与力学性能,并进一步探讨了稀土Nd对ZK60合金组织和腐蚀性能的影响。
实验结果表明:铸态ZK60合金由α-Mg固溶体和晶界的MgZn相和MgZn2相组成,铸态合金因第二相偏析严重且晶界不连续分布,耐蚀性较差。时效使大量的第二相沿晶界析出,晶粒更为细小,其连续网状晶界可以有效提高耐腐蚀性能;均匀化处理使MgZn相固溶入基体,且晶界断续,其耐蚀性最差;固溶加人工时效合金的晶界大多为颗粒状或短杆状,不能阻挡腐蚀进行,耐蚀性较差。
轧制时效合金比轧制退火合金晶界析出物多,增多了微电偶腐蚀数目,降低了其腐蚀性能。商用变形ZK60合金存在择优取向。时效和固溶加人工时效后腐蚀速率与原始退火合金差别不大,同一温度时效时间越长,耐腐蚀性能越差。人工时效使合金的屈服强度大幅度提高,固溶加人工时效处理使合金的抗拉强度和屈服强度都有所下降。
ZK60-1%Nd合金由α-Mg基体和晶界的MgZn相、MgZn2相和Mg12Nd相组成。加Nd后晶粒更为细小,晶界结构连续和紧实,晶界宽而明显,大量带状或链状组织相互连接成网状,Nd的加入大大提高了ZK60合金的耐腐蚀性能。