深冷处理时间对AZ31镁合金耐蚀性的影响

　　0 引言

　　镁在地球上的储量很丰富，并且镁基合金有着比强度、比刚度高，阻尼系数好以及易于回收等诸多优点[1]，被航空航天、汽车、军事等领域所青睐。但是，镁以及镁基合金的抗腐蚀能力很差，特别是抗Cl-腐蚀的能力很差，这很大程度上限制了其应用范围。所以，研究者们在如何改善镁合金在Cl-氛围下的耐腐蚀性能上进行了很多尝试。宋光铃[2]等人目前已在通过表面改性或改变合金成分等技术层面上取得了一定进展， 但通过深冷处理工艺来改变镁合金的显微结构以期改变其耐腐蚀性目前还鲜有尝试。 深冷处理又称超低温(一般为-130℃以下)处理，是指将材料放置于可控的深冷处理箱中，材料的显微结构将会产生变化，使材料的性能得以改善的一种工艺方法，该法有着广阔的应用前景[3-4]。镁合金中最重要的第二相β相在微观结构和电极电位上与基体α相有很大的差异，所以，通过深冷处理工艺改变第二相的含量和分布以及合金的显微结构对改善镁合金的耐腐蚀性将会起到很大的影响作用。

　　本研究拟采用不同的深冷处理参数以期改变AZ31 镁合金中的显微结构，通过研究深冷处理后的镁合金试样在w(NaCl)3.5%腐蚀液中的腐蚀速率来揭示深冷处理工艺改善镁合金耐Cl-腐蚀的机理。

　　1 试验方法

　　选用经镶嵌后受腐蚀尺寸为15mm×6mm的AZ31镁合金试样，采用深冷处理箱对试样分别进行0，2，4，6，8，12及24h的超低温处理，试样经过-196℃深冷处理后恢复至室温，而后分别用1#~6#金相砂纸将所有试样的表面打磨，后用丙酮和酒精清洗待用。所有低温烘干后的试样需用万分之一电子天平称量出腐蚀前试样自身质量m0。采用失重法计算腐蚀速率的公式：

　　式中：V为试样的腐蚀速率，g/(mm²·h); m0为试样腐蚀前自身质量，g; m为试样腐蚀后自身质量，g;S为试样总的表面积，mm²; T为腐蚀时间，h。其中，试验所采用的深冷设备是SLX系列远程控制深冷箱，腐蚀介质浓度为w(NaCl)3.5%，采用YYJ-600型金相显微镜观察镁合金组织形态，用TG328A(S)型电子天平给试样称量，采用TD-3000系列X射线衍射仪分析试样物相。

　　2 结果与讨论

　　2.1 深冷处理时间对镁合金微观结构的影响

　　图1为经过不同深冷处理时间后的试样显微组织照片。由图1可以看出，AZ3l 镁合金经深冷处理后的微观组织有很明显的不同。随着深冷时间的延长，其第二相组织越来越细小、弥散且均匀分布，使基体组织也得到了较好的细化，经过深冷处理，基体中的各组元的分布更趋均匀。