镁及镁合金表面熔盐扩散富铝涂层的制备研究

摘要

镁是最轻的金属结构材料,镁合金的优良性能使其在汽车工业、航空工业等领域中有广阔的应用前途,然而镁合金很差的耐腐蚀性能、耐磨性能、蠕变性能限制了它的更广泛应用,因此对镁合金进行表面改性以提高耐蚀性和耐磨性成为近年来研究的热门话题。本文在借鉴其他镁合金表面处理工艺优缺点的基础上,提出熔盐扩散这种温度合适、成本低、简单易操作的新型处理工艺,在纯镁及镁合金表面成功制备镁铝金属间化合物层,有效地增强了它们的耐腐蚀性能。具体的研究内容及主要结论如下:采用AlCl3-NaCl等熔盐系统对镁及AZ91D镁合金表面进行反应扩散处理,并采用不同处理温度、不同保温时间的工艺条件分析熔盐扩散工艺的影响因素,发现提高温度、延长保温时间能有效增加合金层厚度,更好地提高其耐腐蚀性能,然而温度过高会使合金层产生裂纹,影响致密性。在金相显微镜下观察基体及合金层形貌,用SEM进一步观察合金层的微观结构,发现合金层与基体结合牢固,厚度为10-30μm;XRD的结果分析表明合金层主要由单质镁、Mg17Al12、ε-MgAl、β-MgAl等金属间化合物组成;在3.5wt％NaCl溶液中进行电极电位、交流阻抗、极化曲线测试,结果表明,相比未处理镁及镁合金,熔盐扩散处理能提高样品的电极电位和阻抗,合金层能有效减缓环境对基体的腐蚀速度,显著提高镁及镁合金的耐腐蚀性能,高温产生的裂纹会影响其耐腐蚀性能。300℃左右为较理想的处理温度,合金层的形成是扩散占主导地位的过程。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 镁及镁合金概述

1.1.1 镁的基本性质

1.1.2 镁及其合金的基本性能

1.1.3 镁及其合金的应用

1.2 镁合金的腐蚀

1.2.1 腐蚀热力学

1.2.2 腐蚀动力学

1.2.3 腐蚀类型

1.2.4 腐蚀影响因素

1.3 镁合金的防护技术

1.3.1 防护方法

1.3.2 表面防护技术

1.3.3 镁合金腐蚀防护原理

1.4 熔盐反应热扩散在镁合金中的应用

1.5 本文的选题意义和研究内容

第二章 熔盐扩散增强纯镁耐腐蚀性能的研究

2.1 引言

2.2 试验方法与内容

2.2.1 纯镁表面合金层的制备

2.2.2 样品的微观结构分析

2.2.3 样品的耐腐蚀性能测试

2.3 试验结果与分析

2.3.1 不同处理温度的结果分析

2.3.2 不同处理时间的结果分析

2.4 小结

第三章 熔盐扩散增强AZ91D 镁合金耐腐蚀性能的研究

3.1 引言

3.2 试验方法与内容

3.3 试验结果与分析

3.3.1 不同处理温度的结果分析

3.3.2 不同处理时间的结果分析

3.4 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间撰写论文