mg-9al-2sn-mn镁合金腐蚀行为的研究

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3、2Sn合金的腐蚀机理，对于推进该合金的应用有着重要价值。目前，通过控制合金元素成分或对合金热处理是改善镁合金腐蚀性能的重要方法。本文采用浸泡实验、电化学测试、X-射线衍射仪（XRD）、光学显微镜（OM）及扫描电镜/能谱仪（SEM/EDS）等研究方法和设备，以不同Mn含量的Mg-9Al-2Sn镁合金作为研究对象，系统研究了Mn元素对Mg-9Al-2Sn合金的微观组织、腐蚀速率、电化学行为及腐蚀形貌的影响。同时，对Mg-9Al-2Sn-xMn(x=0,0.1,0.3,0.6)合金进行固溶（T4）和不同时间的固溶时效（T6）处理，以热处理后的

4、合金为研究对象，分析了热处理方式对合金微观结构和腐蚀行为的影响。（1）SEM/EDS结果表明，Mn元素加入Mg-9Al-2Sn合金后，能够与Al形成Al8Mn5和Al8Mn5(Fe)块状相，并且随着Mn含量的增加，Al8Mn5和Al8Mn5(Fe)相的体积分数逐渐增加。当加入0.1wt.%和0.3wt.%Mn，合金的晶粒尺寸稍微有所减小，但当加入0.6wt.%Mn，晶粒尺寸反而大幅度提高。Mg-9Al-2Sn-xMn合金的浸泡实验和电化学测试结果I万方数据上海交通大学硕士学位论文表明，铸态Mg-9Al-2Sn-xMn合金腐蚀速率随着Mn

5、含量的增加而逐渐降低。当加入0.1%Mn元素后，相比较Mg-9Al-2Sn合金，其腐蚀速率降低了70%。当Mn含量为0.3%，合金的腐蚀速率降低了95%，随后，当Mn含量上升到0.6%时，腐蚀速率有所降低，但减低的幅度很小。Mn元素有效提高Mg-9Al-2Sn-xMn合金耐腐蚀性能的原因可能归结于以下三点：(a).Mn元素能够有效去除合金中的有害元素Fe；(b).Al8Mn5和Al8Mn5(Fe)表面生成了一层厚且致密的氧化膜，导致其阴极活性低，从而不会作为阴极相加速-Mg基体的腐蚀；(c).加入Mn元素后，由于Al8Mn5和Al8M

6、n5(Fe)相的形成，Al元素的再分布可以降低-Mg基体和-Mg17Al12之间的电势差，进而减弱这两相之间的电偶腐蚀。(2)热处理方式对Mg-9Al-2Sn-xMn合金的微观结构有着重要的影响。在Mg-9Al-2Sn合金中，经过T4处理后，合金中大部分-Mg17Al12和Mg2Sn相固溶进-Mg基体，进而产生了过饱和的-Mg相，并残留少量未固溶-Mg17Al12相。经过不同时间的T6处理后，Al元素向晶界扩散，并在晶界处析出()共晶相。随着T6处理时间的增长，()共晶相体积分数不断增大，以非连续状态存在。对于含

7、Mn元素的Mg-9Al-2Sn-xMn合金，在相同时间的时效处理前提下，()共晶相的体积分数随Mn含量的增加而增大，而合金中残留的-Mg17Al12相体II万方数据上海交通大学硕士学位论文积分数则随Mn含量的增加而降低。但热处理对合金中Al8Mn5和Al8Mn5(Fe)相并没有任何影响。浸泡实验和电化学测试结果发现，Mg-9Al-2Sn合金的腐蚀速率与合金的热处理状态有关，铸态（F）、固溶态（T4）和时效态（T6）合金的腐蚀速率大小按降速排序为：T4>T6>F。这是由于F态合金中，-Mg17Al12连续分布在合金内部，在腐蚀过

8、程，它可以起到很好的保护作用来延缓腐蚀。T4态合金中，由于-Mg17Al12固溶到Mg基体，其体积分数明显减小，不能起到保护作用。当T4态合金表面腐蚀开始后，腐蚀坑会不断纵向加深，导致了T4态合金的腐蚀速