稀土元素ce、nd对az91镁合金腐蚀性能的影响及腐蚀机理研究

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1、硕士学位论文摘要镁合金在汽车、电子等领域得到越来越7一泛的应用，但其耐蚀性较差成为其应用推广的制约因素。本文以应用广泛的AZ91镁合金为基础，分别添加O～1．5％的稀土元素Ce、Nd，研究了两种稀土元素对镁合金微观组织及腐蚀性能的影响，并对稀土元素提高AZ91合金耐蚀性的机理做了深入探讨。采用X．射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、集气法、动电位极化及浸泡实验等方法研究了添加微量Ce、Nd对Az9l镁合金微观组织及耐蚀性的影响。借助浸泡实验及交流阻抗法对合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为进行了测试分析，得出以下结论：1．在实验范围内，稀土Ce

2、、Nd均能细化AZ91合金铸态组织。加入Ce后生成第二相A14Ce和Mg．A1一Mn．Ce．Fe，AZ91．0．5％Ce合金在3．5％NaCI溶液中的耐蚀性最佳，腐蚀速率为0．374mg·cm-2．d-1；加入Nd后生成第二相A13Nd和Mg．A1．Mn．Nd—Fe，AZ9I—Nd中D相的分布比AZ91-Ce合金随稀土元素的添加变得更加断续、弥散，AZ91—1．0％Nd合金在3．5％Nacl溶液中的耐蚀性最佳，腐蚀速度为0．28mg·cm-2．d-1。2。3．5％NaC!溶液中析氢实验表明合金溶艉量随浸泡时间呈指数衰减规律，并满足如下动力学方程：％=圪+4。““-+4e

3、。”：。3．按照EDS分析结果制各了Mg．At—Ce．Mn．Fe、Mg—A1．Nd-Mn．Fe，测量其与纯镁在Mg(OH)2饱和的3．5％NaCI溶液中的开路电位，分别为．1．34V、．1．35V、．1．68V，此第二相的存在降低了两相电位差，减轻了电偶腐蚀，降低了点蚀的发生。4．合金浸泡在3．5％NaCl溶液中，AZ91．Ce合金生成了含CeAIO，的复杂稀土氧化膜；而AZ91-Nd合金生成了含NdAl0，的复杂稀土氧化膜。不易水合化的稀土复杂氧化膜能够维持氧化膜的完整性，提高合金耐腐蚀性。合金在3．5％NaCl溶液中交流阻抗图谱分析表明稀土使合金的平均极化电阻增加，

4、而AZ9I．1．0％Nd的平均极化电阻比AZ91—0．5％Ce更高，表明钝化膜中的Nd对C1’的扩散具有较强的阻碍作用。关键词：镁合金，Ce，Nd，微观组织，耐蚀性硕士学位论文ABSTRACTMagnesiumalloysareusedmoreandmorewidespreadinthefieldofautomotiveandelectron．Howevertheirapplicationsarelimitedbecauseofthepoorcorrosionresistance．Inthisparler,0～1．5％CeandNdcontentwereaddedtoA

5、Z91magnesiumalloyrespectively,whichisthemostwidelyusedmagnsiumalloy,tostudytheeffectoftheserareearthelementsonthemicrostuctureandcorrosionpropertiesofAZ91，anddisccussedthemechanismofrareearthimprovingthecorrosionresistanceofAZ9lmagnesiumalloy．TheeffectsofrareearthCeandNdadditiononthemicr

6、ostructuresandcorrosionresistanceofAZ91magneisumalloyswerestudiedbyXRD，SEM，EDS，collectinggas，potentiodynamicpolarizationandimmersiontest．ThecorrosionbehaviorwasstudiedbyimmersiontestandACimpedancespectroscopy．Thefollowingresultsareobtained：1．TheexperimentalresultsshowthatbothCeandNdcanre

7、finetheas—castmicrostructureofAZ91．SomesecondphasesasAIdCeandMg．Al—Mn—Ce—FearefoundbyaddingCe．TheAZ91—0．5％Cealloyhasthebestcorrosionresistantpropertywith0．374mg·cm-z,d-1corrosionrateAndsomesecondphasesasA13NdandMg-A1一Mn—Nd·FearefoundbyaddingNd．111e8phaseinAZ91-Ndalloysare