微量元素Bi、Ti对Zn合金组织与性能的影响

摘要

本文通过熔铸、轧制等方法制备了一系列Zn-Bi、Zn-Bi-Ti合金，借助光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、能谱分析仪以及电化学工作站等测试手段和设备，研究了添加微量元素Bi、Ti对合金微观组织、力学性能和电化学性能的影响，以及对合金在不同溶液中腐蚀行为的影响，并探讨了合金腐蚀的机理，得出以下结论：
　　 1、添加微量Bi提高了合金的抗拉强度和硬度，降低了合金的塑性。添加微量Ti提高了合金的抗拉强度和硬度，提高了合金的塑性。
　　 2、添加微量Bi减小了合金晶粒的平均尺寸，起到一定细化晶粒的作用。添加微量Ti增加了合金非均匀形核的核心，使合金晶粒细化。合金中Bi以单质点存在，Ti以TiZn16第二相存在。
　　 3、添加微量Bi使合金的腐蚀电压变负，腐蚀电流变大，极化电阻变小。随着Bi含量的增加，合金腐蚀电位稍有正移，腐蚀电流增大，合金极化电阻先减小，后增大。添加微量Ti使合金的腐蚀电压变正，腐蚀电流变化不定，极化电阻变小。随着Ti含量的增加，合金的腐蚀电压不变，腐蚀电流以复杂的方式变化，极化电阻变小。
　　 4、在弱酸溶液中，添加微量Bi使合金放电电位负移，负移量随Bi含量增加而增加；添加微量Ti使合金放电电位正移，正移量随Ti含量增加而减小。
　　 5、在弱酸溶液中，添加微量Bi使锌两个容抗弧直径增大，且对第二个弧的直径影响最大，使锌的低频容抗或感抗弧消失。随着Bi含量的增加，合金两个弧的直径变化没有明显的规律。随着Ti含量的增加，合金高频容抗弧直径趋于递减，低频容抗弧直径趋于递增，合金电阻极化降低。
　　 6、在弱酸溶液中，添加微量Bi、Ti使合金自腐蚀速率加快，合金腐蚀形态属于适用于局部酸化理论解释的点蚀。在强碱溶液中，Zn-0.3Bi-0.06Ti合金的放电腐蚀形态亦属于适用于局部酸化理论解释的点蚀。