鎂及鎂合金的耐蝕性

1、耐蝕材料耐蝕材料第第10章章 鎂及鎂合金的耐蝕性鎂及鎂合金的耐蝕性 耐蝕材料耐蝕材料10.1 概述概述10.1.1純鎂的物理性能純鎂的物理性能1、密度?。ā⒚芏刃。?.74）2、熔點(diǎn)低（、熔點(diǎn)低（649）3、晶格類型（密排六方晶格）、晶格類型（密排六方晶格）耐蝕材料耐蝕材料10.1.2鎂及鎂合金的力學(xué)性能鎂及鎂合金的力學(xué)性能2 2、室溫下塑性差，不宜進(jìn)行冷變形加工。、室溫下塑性差，不宜進(jìn)行冷變形加工。1、強(qiáng)度低（、強(qiáng)度低（200350MPa,比鋁合金低）比強(qiáng)度高。比鋁合金低）比強(qiáng)度高。3、彈性模量低，消振性好，適于做承受震動(dòng)的零件。、彈性模量低，消振性好，適于做承受震動(dòng)的零件。（如飛機(jī)的降落架

2、等）（如飛機(jī)的降落架等）耐蝕材料耐蝕材料4、組織是密排六方晶格，力學(xué)性能有明顯的方向性。、組織是密排六方晶格，力學(xué)性能有明顯的方向性。耐蝕材料耐蝕材料10.1.3鎂及鎂合金的加工工藝性鎂及鎂合金的加工工藝性2、切削加工性好。（可進(jìn)行各種機(jī)械切削加工）、切削加工性好。（可進(jìn)行各種機(jī)械切削加工）1、不宜進(jìn)行冷變形加工（一般在熱態(tài)下，即、不宜進(jìn)行冷變形加工（一般在熱態(tài)下，即250以上以上進(jìn)行）。進(jìn)行）。耐蝕材料耐蝕材料4 4、熱處理工藝復(fù)雜。（鎂在高溫下極易氧化，甚至燃燒，、熱處理工藝復(fù)雜。（鎂在高溫下極易氧化，甚至燃燒，其熱處理必須在各種保護(hù)措施下進(jìn)行，而且鎂合金中合金其熱處理必須在各種保護(hù)措施下

3、進(jìn)行，而且鎂合金中合金元素?cái)U(kuò)散困難，熱處理時(shí)間長(zhǎng)，偏析嚴(yán)重等。）元素?cái)U(kuò)散困難，熱處理時(shí)間長(zhǎng)，偏析嚴(yán)重等。）3、焊接性差（比鋁復(fù)雜）。、焊接性差（比鋁復(fù)雜）。耐蝕材料耐蝕材料10.1.4鎂合金的分類鎂合金的分類1 1、按照生產(chǎn)方式分：、按照生產(chǎn)方式分：變形鎂合金（變形鎂合金（MB）2 2、按照合金元素成分：、按照合金元素成分：Mg-Li系系鑄造鎂合金（鑄造鎂合金（ZM）Mg-Mn系系Mg-Al-Zn系系Mg-Zn-Zr系系Mg-稀土系稀土系耐蝕材料耐蝕材料3 3、按照腐蝕特性分、按照腐蝕特性分有應(yīng)力腐蝕傾向的合金有應(yīng)力腐蝕傾向的合金無(wú)應(yīng)力腐蝕傾向的合金無(wú)應(yīng)力腐蝕傾向的合金4 4、按照強(qiáng)化效果分、

4、按照強(qiáng)化效果分不可熱處理強(qiáng)化的合金不可熱處理強(qiáng)化的合金可熱處理強(qiáng)化的合金可熱處理強(qiáng)化的合金耐蝕材料耐蝕材料10.2鎂及鎂合金的耐蝕性鎂及鎂合金的耐蝕性 3、腐蝕過(guò)程主要以析氫為主，以點(diǎn)蝕或全面腐蝕形式迅、腐蝕過(guò)程主要以析氫為主，以點(diǎn)蝕或全面腐蝕形式迅速溶解，直至粉化。速溶解，直至粉化。1.2.1純鎂的耐蝕性純鎂的耐蝕性-較差！較差！1、平衡電極電位低（、平衡電極電位低（-2.34V,比鋁的還負(fù)），呈現(xiàn)極高的比鋁的還負(fù)），呈現(xiàn)極高的化學(xué)和電化學(xué)活性?；瘜W(xué)和電化學(xué)活性。2、鎂的氧化膜疏松多孔，無(wú)保護(hù)作用。、鎂的氧化膜疏松多孔，無(wú)保護(hù)作用。耐蝕材料耐蝕材料4、Fe,Ni,Cu,Co等為雜質(zhì)元素，降低

5、耐蝕性。等為雜質(zhì)元素，降低耐蝕性。5、鎂在絕大多數(shù)無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸以及中性介質(zhì)中都是不、鎂在絕大多數(shù)無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸以及中性介質(zhì)中都是不耐腐蝕的，而且腐蝕速度都很大。但是鉻酸、磷酸、和耐腐蝕的，而且腐蝕速度都很大。但是鉻酸、磷酸、和氟氫酸中由于表面鈍化而具有一定的耐蝕性。氟氫酸中由于表面鈍化而具有一定的耐蝕性。6、在堿性溶液中，由于生成難溶的、在堿性溶液中，由于生成難溶的Mg（OH）2膜而非常膜而非常耐腐蝕。耐腐蝕。耐蝕材料耐蝕材料 含有含有SiO32-,CrO42-,Cr2O72-,PO43-等離等離子的鹽類能夠促進(jìn)保護(hù)膜子的鹽類能夠促進(jìn)保護(hù)膜的形成而具有較小的腐蝕速度。的形成而具有較小的腐蝕速

6、度。 7、在鹽中，鎂的特性與鹽的性質(zhì)有關(guān)。、在鹽中，鎂的特性與鹽的性質(zhì)有關(guān)。 在含有在含有S2O62-,Cl-, SO42-等離子的鹽類溶液中有較大的腐蝕速度；等離子的鹽類溶液中有較大的腐蝕速度；耐蝕材料耐蝕材料 Mn在在Mg中溶解度很小，（中溶解度很小，（400時(shí)為時(shí)為0.25%，200幾乎為幾乎為零），而且零），而且Mg與與Mn不形成化合不形成化合物，因此物，因此MnMn實(shí)際以純錳的形式存在，實(shí)際以純錳的形式存在，容易聚集、偏析。容易聚集、偏析。10.2.2鎂合金的耐蝕性鎂合金的耐蝕性1、Mg-Mn系合金系合金合金特點(diǎn)：合金特點(diǎn)： Mg-Mn系系合金是一種不可熱處理的強(qiáng)化合金。（強(qiáng)度合金是

7、一種不可熱處理的強(qiáng)化合金。（強(qiáng)度200250 MPa）隨著錳含量的增加，合金塑性下降。隨著錳含量的增加，合金塑性下降。耐蝕材料耐蝕材料有優(yōu)良的抗化學(xué)氧化性能。有優(yōu)良的抗化學(xué)氧化性能。 耐蝕性耐蝕性錳能提高耐蝕性。當(dāng)錳含量達(dá)到錳能提高耐蝕性。當(dāng)錳含量達(dá)到1.5%時(shí)，可以獲得最佳耐蝕性能。時(shí)，可以獲得最佳耐蝕性能。Mg-Mn合金沒(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向，也沒(méi)有晶間腐蝕傾向。合金沒(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向，也沒(méi)有晶間腐蝕傾向。原因：錳消除鐵的有害作用。但是過(guò)量的錳會(huì)使耐蝕性和塑性下降。原因：錳消除鐵的有害作用。但是過(guò)量的錳會(huì)使耐蝕性和塑性下降。耐蝕材料耐蝕材料2、Mg-Al-Zn系合金系合金合金特點(diǎn)：合金特點(diǎn)

8、：強(qiáng)度高，能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。強(qiáng)度高，能進(jìn)行熱處理強(qiáng)化。耐蝕材料耐蝕材料耐蝕性：耐蝕性： 耐蝕性差，有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向。耐蝕性差，有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向。Zn對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向較小。對(duì)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向較小。Al的影響較大。原因是：在退火狀態(tài)下，的影響較大。原因是：在退火狀態(tài)下，Mg17Al12強(qiáng)化相沿晶界分強(qiáng)化相沿晶界分布，造成應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂沿著晶間擴(kuò)散。布，造成應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂沿著晶間擴(kuò)散。耐蝕材料耐蝕材料 是變形鎂合金中強(qiáng)度最高，綜合性能好，應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)合金，是變形鎂合金中強(qiáng)度最高，綜合性能好，應(yīng)用廣泛的結(jié)構(gòu)合金，可以進(jìn)行熱處理強(qiáng)化?？梢赃M(jìn)行熱處理強(qiáng)化。3 3、Mg-Zn-ZrMg-Zn-Zr系合金

9、系合金合金特點(diǎn)：合金特點(diǎn)：Zn 是主要強(qiáng)化元素。是主要強(qiáng)化元素。Zr：細(xì)化晶粒。：細(xì)化晶粒。耐蝕材料耐蝕材料耐蝕性：耐蝕性：沒(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的傾向，在沒(méi)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的傾向，在NaCl 溶液中較穩(wěn)定。溶液中較穩(wěn)定。耐蝕材料耐蝕材料10.2.2鎂合金的保護(hù)方法鎂合金的保護(hù)方法1.1.化學(xué)轉(zhuǎn)化處理化學(xué)轉(zhuǎn)化處理 鎂合金的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜按溶液可分為：鉻酸鹽系、有機(jī)酸系、磷鎂合金的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜按溶液可分為：鉻酸鹽系、有機(jī)酸系、磷酸鹽系、酸鹽系、KMnOKMnO4 4系、稀土元素系和錫酸鹽系等。系、稀土元素系和錫酸鹽系等。 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜較薄、軟，防護(hù)能力弱，一般只用作裝飾或防護(hù)層化學(xué)轉(zhuǎn)化膜較薄、軟，防護(hù)能力弱，一般只用作裝飾或防護(hù)層中間層。中間層。 耐蝕材料耐蝕材料 陽(yáng)極氧化可得到比化學(xué)轉(zhuǎn)化更好的耐磨損、耐腐蝕的涂料基底陽(yáng)極氧化可得到比化學(xué)轉(zhuǎn)化更好的耐磨損、耐腐蝕的涂料基底涂層，并兼有良好的結(jié)合力、電絕緣性和耐熱沖擊等性能，是鎂合涂層，并兼有良好的結(jié)合力、電絕緣性和耐熱沖擊等性能，是鎂合金常用