镁合金腐蚀与防护课件.ppt
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- 镁合金 腐蚀 防护 课件
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1、镁合金的腐蚀与防护镁合金的腐蚀与防护目 录前言镁合金的镁合金的特点特点及存在的及存在的一些一些问题问题镁合金腐蚀机理及影响因素镁合金腐蚀机理及影响因素镁合金的防护技术镁合金的防护技术总结与展望前言 镁合金以质轻、结构性能优异、以及易于回收等众多优点成为装备制造业轻量化发展的首选材料; 而且无论在储量、特性、应用范围、循环利用、以及节能环保等方面和钢铁相比,均具有非常明显的优势。全球镁合金用量将以每年20%的幅度快速增长,大规模开发和利用的时代已经到来,它必将成为未来产业革命可持续开发资源的核心。镁合金的简介及存在的一些问题 镁在元素周期表中属IIA族主族元素,原子序数12,原子量为24.305
2、。镁是工程材料中最轻的金属材料,密度为1.749/cm3,仅为铝的2/3,铁的1/4。镁合金的弹性模量很低,约为45000MPa,因此消震性好,能承受比铝合金大的冲击载荷,适于做承受剧烈振动的零件,如飞机的降落轮等。 镁的平衡电位为-2.34V,比铝的电位还负,镁的氧化膜一般都疏松多孔。 故镁及镁合金耐蚀性较差,具有极高的化学和电化学活性。其电化学腐蚀过程主要以析氢为主,以点蚀或全面腐蚀形式迅速溶解直至粉化。镁合金腐蚀机理及影响因素镁合金腐蚀机理及影响因素 在腐蚀性介质中 , 化学活性很高的镁基体很容易与合金元素和杂质元素形成腐蚀电池。此外, 镁合金的自然腐蚀产物疏松、多孔, 保护能力差,导致
3、镁合金的腐蚀反应可以持续发展。镁合金的腐蚀反应与纯镁的腐蚀反应类似 , 主要发生以下4个反应:镁合金的腐蚀机理总腐蚀反应: Mg + 2H2O = Mg (OH)2 + H2 分步反应 : Mg = Mg2+ 2e- (阳极反应) 2H2O + 2e- = H2 + 2OH- (阴极反应) Mg2+ 2OH-= Mg(OH)2 (生成腐蚀产物)镁合金腐蚀机理及影响因素镁合金腐蚀机理及影响因素 pH为311.5时镁的电位很低,基本保持在1.4V的水平上;pH3 时,镁的电位急剧降低,腐蚀速率急剧加快;当 pH 11.5时,镁的电位升高,腐蚀速率显著减慢。PHPH值值对镁合金腐蚀的对镁合金腐蚀的影
4、响影响a.腐蚀速率与pH值的关系曲线b.电位与pH值的关系曲线镁合金腐蚀机理及影响因素镁合金腐蚀机理及影响因素 镁在大气中腐蚀的阴极过程与在溶液中不同,主要是氧的去极化,杂质对镁的危害性较低。纯镁在大气中的耐蚀性取决于大气的湿度及污染程度,其腐蚀速度随湿度的增大而增加,当湿度超过90%时,腐蚀速度将显著增加;当大气受到污染 ,含有硫化物和氯化物等杂质时,镁的腐蚀速度加快。介质对镁合金腐蚀的介质对镁合金腐蚀的影响影响镁合金腐蚀机理及影响因素镁合金腐蚀机理及影响因素 Fe、Ni、Cu等对镁合金的耐蚀性有显著影响。Ni、Cu在固态镁中溶解度极小,常与镁形成Mg2Ni、Mg2Cu等金属间化合物,以网状
5、形式分布于晶界,降低镁的耐蚀性。而Fe是以金属Fe原子形式分布于晶界,降低镁的耐蚀性。对镁合金耐蚀性有中等影响的元素为Ag、Ca、Zn等,对耐蚀性影响较小的元素有Mn、Al等。稀土元素对镁合金耐蚀性的影响也很大,研究表明,表面浸涂了稀土盐涂层的纯镁试样在pH8.5的缓冲剂溶液中的腐蚀速率显著减缓。不同不同元素对镁合金电化元素对镁合金电化学腐蚀行为的影响学腐蚀行为的影响不同元素对镁合金腐蚀的影响镁合金腐蚀机理及影响因素镁合金腐蚀机理及影响因素 镁合金的化学成分和显微组织(孔隙率、晶粒尺寸及相的数量和分布)对其腐蚀行为影响很大。压铸镁合金表层的耐蚀性大概比内部高10%,其原因就在于压铸镁合金表层组
6、织致密,孔隙率低,且含有更多的连续分布在细晶粒周围的相。一般快速凝固和冷却可获得晶粒尺寸细小、相较多且分布较理想的显微组织,从而改善镁合金的耐蚀性。镁合金的组织形态对镁镁合金的组织形态对镁合金腐蚀行为的影响合金腐蚀行为的影响镁合金的防护技术 针对镁合金腐蚀的防护研究主要有:通过净化合金、改良组织结构等方法来改善合金本身的耐蚀性;隔绝镁合金与腐蚀介质直接接触。工业生产过程中多通过表面处理即隔绝镁合金与腐蚀介质直接接触的方法。表面处理过程的基本流程见图:化学转化涂层化学转化涂层法法镁合金的防护技术镁合金的防护技术 镁合金的化学转化涂层法就是通过化学处理在合金表面形成由氧化物或金属化合物构成的钝化膜
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