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本文通过向AZ91镁合金中加入Mg-RE中间合金的方法制备了AZ91RE镁合金,并采用微弧氧化工艺成功地在其表面制备了微弧氧化膜。系统研究了稀土元素对AZ91镁合金及其氧化膜的微观组织和腐蚀性能的影响规律。研究表明,稀土元素以固溶和金属间化合物两种形式存在于镁合金中,并且随着合金中稀土元素含量的提高,金属间化合物的数量增多,尺寸变大。随着稀土元素含量的增加,AZ91镁合金中α-Mg和β相的尺寸变小,β相从粗大的骨骼状转变为细小的岛状或颗粒状,并以不连续网状分布于α-Mg晶界上,其共晶方式从不完全离异共晶转变为完全离异共晶,二次析出β相的形成得到抑制。此外,稀土元素通过细化AZ91镁合金的微观组织,提高了微弧氧化膜的致密性,并且Al-RE金属间化合物在微弧氧化过程中能够被微弧氧化膜完全覆盖。镁合金中的稀土元素在微弧氧化过程中以氧化物的形式进入微弧氧化膜。机械性能测试表明,稀土元素能够明显地提高AZ91镁合金的强度、塑性和硬度等机械性能,并使AZ91镁合金的断裂机制从解理断裂转变为准解理断裂。其强化机理为:细晶强化、析出强化和固溶强化的综合作用。腐蚀实验表明,稀土元素能够明显提高AZ91镁合金的自腐蚀和电偶腐蚀性能。其机理在于:(1)细化了合金的微观组织,弱化了β-Mg17Al12相阴极作用,降低了微电偶电流。同时,生成的稀土金属间化合物在腐蚀过程中为钝化的阴极;(2)稀土元素以氧化物的形式进入腐蚀产物膜,提高了腐蚀产物膜的致密性;(3)稀土元素在合金熔炼过程中的净化作用减少了合金中的氧化夹杂和气孔,抑制了合金的点蚀,同时,稀土元素能够促使AZ91镁合金阳极表面的电偶电流分布趋于均匀化,抑制了阴阳极连接处的局部电偶腐蚀,并且降低了负差数效应。此外,稀土元素提高了镁合金微弧氧化膜的抗腐蚀性能。其机理在于:稀土元素通过减小微弧氧化膜中的孔洞和微裂纹尺寸,去除贯通的孔洞,减少了微弧氧化膜的局部缺陷,提高了微弧氧化膜的致密性,并且,稀土氧化物进入微弧氧化膜能够进一步提高氧化膜整体致密性,最终提高了微弧氧化膜的抗腐蚀性能。