（毕业设计论文）《AZ81基稀土镁合金组织与腐蚀性能的研究2》.doc

3.1.2含镧镁合金的力学性能 对含镧镁合金 图3-2 AZ81镁合金布氏硬度随稀土元素镧含量变化曲线图 Fig.3-2 Brinell hardness curve of AZ81 magnesium alloy with lanthanum elements content 3.1.3含镧镁合金的耐蚀性能 电化学测试方法是研究与测量合金腐蚀性能的重要手段，它不仅能提示出许多与腐蚀过程相关的各种参数供研究之用，还能在一定的条件下反映腐蚀的瞬时速度，深入地研究材料的腐蚀机理，因此也可以做快速测量镁合金腐蚀速度的方法之一。采用极化曲线的方法可研究镁合金的腐蚀行为。分析研究极化曲线，是解释金属腐蚀的基本规律、揭示金属腐蚀机理和探讨控制腐蚀途径的基本方法之一。图3-为不同稀土La含量的镁合金和AZ81镁合金在Hank’s模拟体液中的动电位极化曲线。 图3-3 含镧镁合金和AZ81镁合金在Hank’s模拟体液中的极化曲线 Fig.3-3 Polarization curves of lanthanum magnesium and AZ81 magnesium alloy in Hank’s simulated body fluid 观察图3-3发现，含La镁合金和AZ81镁合金腐蚀电流大体相同，因此用腐蚀电流不能完全分辨出各种材料的耐蚀性能。但是各种材料的腐蚀电位差别较为明显，加入稀土元素La的合金的腐蚀电位明显高于的AZ81镁合金，可见，在镁合金AZ81中添加少量的稀土元素La可以明显的提高合金的耐蚀性能。稀土元素La的含量对镁合金的耐蚀性能也有不同的影响，随着La含量的增加，合金的耐蚀性能也明显提高，当稀土元素含量增加到1%时，含La镁合金的腐蚀电位为-1.493V，高出AZ81镁合金(-1.666V)近180mV，而此时合金的耐蚀性能也达到最高。 (Gd)对AZ81镁合金的影响 稀土元素钆(Gd)原子序数为64，相对原子质量为157.25，熔点为1312℃，沸点为3266℃，密度为7.895g/cm3，银白色，室温具有很强的磁性。 图3-为含镁合金金相组织图。加入稀土元素前后，合金同样主要由初生α-Mg相和晶界处网状分布的β-Mg17Al12相组成。不同的是AZ81镁合金的α相和β相都较粗大，树枝状晶体较为明显；而 图3-4 含钆镁合金和AZ81镁合金金相组织图 Fig.3-4 Microstructures of gadolinium magnesium and AZ81 magnesium alloy (a)AZ81-0.1%Gd as-casting; (b)AZ81-0.3%Gd as-casting; (c)AZ81-0.5%Gd as-casting; (d)AZ81-1.0%Gd as-casting; (e)AZ81 as-casting 加入之后，α相得到细化，粗大的β相呈更加细小弥散状分布，同时还有条、块状的相生成。对比图3-a)～d)，加入0.1%的稀土元素时，α相有所细化，β相的形貌由原来的粗大树枝状变为较小的块状分布，在α相上出现了数量较少且以条、点状分布的相；当稀土元素含量分别达到0.3%、0.5%、1%时，α相上出现更多的条、点状的相，β相的新貌变得细小且分布均匀，其相形貌主要以块状为主。因此，微量的加入，对AZ81镁合金显微组织产生了明显的细化效果。 3..2含钆镁合金的力学性能 对含镁合金 图3-5 AZ81镁合金布氏硬度随稀土元素钆含量变化曲线图 Fig.3-5 Brinell hardness curve of AZ81 magnesium alloy with gadolinium elements content 由可以看出，在镁合金AZ81中添加少量的稀土元素Gd可以明显的提高合金的。稀土元素Gd的含量对镁合金的也有不同的影响，总体规律是随着稀土元素含量的增加，合金的也有所增加，在加入1%的Gd时达到最大值，相对AZ81镁合金的提高了%。 .1稀土元素对镁合金的力学性能影响机制 一般情况下，金属材料的硬度与晶粒的大小有以下关系[98]： (3-1) 其中A、B为常数，H为，d为晶粒。由公式3-1可以分析出金属材料的硬度与晶粒的大小成反比，晶粒越细小，金属材料的硬度越高。研究表明，向铝锌系(Al-Zn系)镁合金中添加适量的稀土元素，镁合金的铸态组织可明显得到细化，其原因主要为稀土元素与Al形成杆状或块状的铝－稀土化合物相。这些相熔点较高，合金凝固时，将首先结晶析出。随着温度的降低，弥散分布的析出相可作为基体相的异质形核中心，或被推到结晶前沿，阻碍枝晶组织继续生长，其结果使组织得到细化。 图3-为合金的SEM图像，图3-中，合金