要做好镁合金钝化,必须了解镁合金的耐腐蚀形式
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发布时间:2021-02-10
镁合金在工业和海洋大气、酸、碱、盐溶液中以电偶腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀、高温腐蚀为主,要做好镁合金钝化,提高镁合金的耐腐蚀性,就必须仔细了解镁合金主要的腐蚀形式。
一,镁合金的电偶腐蚀
镁合金极易发生电偶蚀。常常可以看到与一种其他材料连接时,镁合金出现严重局腐蚀。其中与镁合金连接的金属为电偶阴极,类似的腐蚀也可以是内部的第二相或杂质相。这两种电偶腐蚀(内部、外部)如图1所示。发生外腐蚀时如果合金中存在与氢的非平衡电位接近的金属(如Fe、Co、Ni、Cu等)的杂质相,镁合金将会发生很严重的电偶腐蚀:而与那些具有较高的氢过电位的金属(如A、Zn和Cd组成活化腐蚀电位,镁合金不会有很大的损害,内部腐蚀指的是镁合金中形成的正常的相组织之间发生的电偶腐,电位较低的相充当阳极被优先腐蚀。
图1
二,镁合金的局部腐蚀
镁合金的局部腐蚀主要有点蚀与丝状腐蚀,是镁合金腐蚀开始阶段表现出来的腐蚀形态。镁是一种自然钝化的金属,在潮混的空气中,在中性和碱性溶液中都能发生点蚀,在含有C的介质中,点蚀更为严重,而重金属污染物能加速镁合金的点蚀点連的形成主要是由于品界处的析氢及沿品界处基体优先腐蚀脱落引起的,丝状腐蚀是由穿过晶界表面运动的活性蚀电池引起的,头部是阳极,尾部是阴极,主要发生在保护性涂层和阳极氧化层下面,没有涂层的纯Mg不会受到丝状腐蚀。点蚀和丝状腐蚀的研究能为保护涂层技术的开发和应用提供理论基础,具有重要意义。
三,镁合金的应力腐蚀
镁合金在工业和海洋大气,蒸馏水,舍氯的腐蚀性溶液与作用于合金内部或外部的拉应力结合时,都具有应力腐开裂(SSC)的倾向,主要有沿晶型和穿型两种。铸造镁合金,特别是含铝镁合金在低于其屈服强度的静应力腐蚀往往降低材料性能,载荷作用下具有十分强烈的应力感制约镁合金的应用。在使用过程中,绝大多数镁合金压铸件与其他金属材料连接时必将伴随着外力的作用,导致镁合金的应力腐性与接触腐蚀往往同时发生并且相互作用,使镁合金的腐蚀机制更为复杂,镁合金的腐蚀破坏更为严重,各种变形镁合金中除MB5稍有应力腐蚀倾向外,其它都没有应力腐蚀倾向。合金成分,力学性能和环境因素对镁合金应力腐开裂倾向影响重。在pH值大于10.2的碱性介质或者在化物或含氟的溶液中,镁合金表现出较好的抗应力腐蚀开裂的性能。
四,镁合金的高温腐蚀
高温时镁在空气中极易氧化,纯镁的氧化动力学曲线由40℃时的抛物线型变成480℃时的直线型,在440℃以下干燥的氧气中,镁合金表面的氧化膜在根长时间内具有保护作用。因为在这样的温度下,氧化过程中形成的氧化物膜的体积Vo比生成这些氧化膜所消耗的金属的体积Vw稍大,即PB( Pilling Bedworth原理)比 VMO/VM>1,所以氧化镁膜具有保护作用。当在40℃以上被氧化时形成的MO膜的PB比0.81(<1),故无保护性,这说明氧化镁在高温下是无保护性的。但在含硫的气氛中,镁合金的氧化膜具有保护性,因此,在高温熔炼的铸造过程中,常常使用SO2或SF气体作为镁合金熔炼的保护性气体,以防合金的高温氧化对三元镁合金,随着温度增加,其腐蚀速的增加要比纯镁相对静态的属蚀速度高得多,这是由于存在于三元合金中的少量杂质在高温下其活性增加,但MgRE系具有较好的抗高温腐蚀能力。
虽然以上将每种镁合金的腐蚀形式专门讨论,但镁合金的腐蚀,往往不是发生单一形式的腐蚀,二是以上各种腐性同时发生,所以,要做好镁合金钝化,必须充分地了解镁合金的腐蚀形式。