要做好鎂合金鈍化，必須了解鎂合金的耐腐蝕形式
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發(fā)布時(shí)間：2021-02-10
鎂合金在工業(yè)和海洋大氣、酸、堿、鹽溶液中以電偶腐蝕、局部腐蝕、應(yīng)力腐蝕、高溫腐蝕為主，要做好鎂合金鈍化，提高鎂合金的耐腐蝕性，就必須仔細(xì)了解鎂合金主要的腐蝕形式。
一，鎂合金的電偶腐蝕
鎂合金極易發(fā)生電偶蝕。常?？梢钥吹脚c一種其他材料連接時(shí)，鎂合金出現(xiàn)嚴(yán)重局腐蝕。其中與鎂合金連接的金屬為電偶陰極，類(lèi)似的腐蝕也可以是內(nèi)部的第二相或雜質(zhì)相。這兩種電偶腐蝕(內(nèi)部、外部)如圖1所示。發(fā)生外腐蝕時(shí)如果合金中存在與氫的非平衡電位接近的金屬(如Fe、Co、Ni、Cu等)的雜質(zhì)相，鎂合金將會(huì)發(fā)生很?chē)?yán)重的電偶腐蝕:而與那些具有較高的氫過(guò)電位的金屬(如A、Zn和Cd組成活化腐蝕電位，鎂合金不會(huì)有很大的損害，內(nèi)部腐蝕指的是鎂合金中形成的正常的相組織之間發(fā)生的電偶腐，電位較低的相充當(dāng)陽(yáng)極被優(yōu)先腐蝕。
圖1
二，鎂合金的局部腐蝕
鎂合金的局部腐蝕主要有點(diǎn)蝕與絲狀腐蝕，是鎂合金腐蝕開(kāi)始階段表現(xiàn)出來(lái)的腐蝕形態(tài)。鎂是一種自然鈍化的金屬，在潮混的空氣中，在中性和堿性溶液中都能發(fā)生點(diǎn)蝕，在含有C的介質(zhì)中，點(diǎn)蝕更為嚴(yán)重，而重金屬污染物能加速鎂合金的點(diǎn)蝕點(diǎn)連的形成主要是由于品界處的析氫及沿品界處基體優(yōu)先腐蝕脫落引起的，絲狀腐蝕是由穿過(guò)晶界表面運(yùn)動(dòng)的活性蝕電池引起的，頭部是陽(yáng)極，尾部是陰極，主要發(fā)生在保護(hù)性涂層和陽(yáng)極氧化層下面，沒(méi)有涂層的純Mg不會(huì)受到絲狀腐蝕。點(diǎn)蝕和絲狀腐蝕的研究能為保護(hù)涂層技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)，具有重要意義。
三，鎂合金的應(yīng)力腐蝕
鎂合金在工業(yè)和海洋大氣，蒸餾水，舍氯的腐蝕性溶液與作用于合金內(nèi)部或外部的拉應(yīng)力結(jié)合時(shí)，都具有應(yīng)力腐開(kāi)裂(SSC)的傾向，主要有沿晶型和穿型兩種。鑄造鎂合金，特別是含鋁鎂合金在低于其屈服強(qiáng)度的靜應(yīng)力腐蝕往往降低材料性能，載荷作用下具有十分強(qiáng)烈的應(yīng)力感制約鎂合金的應(yīng)用。在使用過(guò)程中，絕大多數(shù)鎂合金壓鑄件與其他金屬材料連接時(shí)必將伴隨著外力的作用，導(dǎo)致鎂合金的應(yīng)力腐性與接觸腐蝕往往同時(shí)發(fā)生并且相互作用，使鎂合金的腐蝕機(jī)制更為復(fù)雜，鎂合金的腐蝕破壞更為嚴(yán)重，各種變形鎂合金中除MB5稍有應(yīng)力腐蝕傾向外，其它都沒(méi)有應(yīng)力腐蝕傾向。合金成分，力學(xué)性能和環(huán)境因素對(duì)鎂合金應(yīng)力腐開(kāi)裂傾向影響重。在pH值大于10.2的堿性介質(zhì)或者在化物或含氟的溶液中，鎂合金表現(xiàn)出較好的抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的性能。
四，鎂合金的高溫腐蝕
高溫時(shí)鎂在空氣中極易氧化，純鎂的氧化動(dòng)力學(xué)曲線由40℃時(shí)的拋物線型變成480℃時(shí)的直線型，在440℃以下干燥的氧氣中，鎂合金表面的氧化膜在根長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有保護(hù)作用。因?yàn)樵谶@樣的溫度下，氧化過(guò)程中形成的氧化物膜的體積Vo比生成這些氧化膜所消耗的金屬的體積Vw稍大，即PB( Pilling Bedworth原理)比 VMO/VM＞1，所以氧化鎂膜具有保護(hù)作用。當(dāng)在40℃以上被氧化時(shí)形成的MO膜的PB比0.81(＜1)，故無(wú)保護(hù)性，這說(shuō)明氧化鎂在高溫下是無(wú)保護(hù)性的。但在含硫的氣氛中，鎂合金的氧化膜具有保護(hù)性，因此，在高溫熔煉的鑄造過(guò)程中，常常使用SO2或SF氣體作為鎂合金熔煉的保護(hù)性氣體，以防合金的高溫氧化對(duì)三元鎂合金，隨著溫度增加，其腐蝕速的增加要比純鎂相對(duì)靜態(tài)的屬蝕速度高得多，這是由于存在于三元合金中的少量雜質(zhì)在高溫下其活性增加，但MgRE系具有較好的抗高溫腐蝕能力。
雖然以上將每種鎂合金的腐蝕形式專(zhuān)門(mén)討論，但鎂合金的腐蝕，往往不是發(fā)生單一形式的腐蝕，二是以上各種腐性同時(shí)發(fā)生，所以，要做好鎂合金鈍化，必須充分地了解鎂合金的腐蝕形式。