1、耐蚀材料耐蚀材料第第10章章 镁及镁合金的耐蚀性镁及镁合金的耐蚀性 耐蚀材料耐蚀材料10.1 概述概述10.1.1纯镁的物理性能纯镁的物理性能1、密度小（、密度小（1.74）2、熔点低（、熔点低（649）3、晶格类型（密排六方晶格）、晶格类型（密排六方晶格）耐蚀材料耐蚀材料10.1.2镁及镁合金的力学性能镁及镁合金的力学性能2 2、室温下塑性差，不宜进行冷变形加工。、室温下塑性差，不宜进行冷变形加工。1、强度低（、强度低（200350MPa,比铝合金低）比强度高。比铝合金低）比强度高。3、弹性模量低，消振性好，适于做承受震动的零件。、弹性模量低，消振性好，适于做承受震动的零件。（如飞机的降落架
2、等）（如飞机的降落架等）耐蚀材料耐蚀材料4、组织是密排六方晶格，力学性能有明显的方向性。、组织是密排六方晶格，力学性能有明显的方向性。耐蚀材料耐蚀材料10.1.3镁及镁合金的加工工艺性镁及镁合金的加工工艺性2、切削加工性好。（可进行各种机械切削加工）、切削加工性好。（可进行各种机械切削加工）1、不宜进行冷变形加工（一般在热态下，即、不宜进行冷变形加工（一般在热态下，即250以上以上进行）。进行）。耐蚀材料耐蚀材料4 4、热处理工艺复杂。（镁在高温下极易氧化，甚至燃烧，、热处理工艺复杂。（镁在高温下极易氧化，甚至燃烧，其热处理必须在各种保护措施下进行，而且镁合金中合金其热处理必须在各种保护措施下
3、进行，而且镁合金中合金元素扩散困难，热处理时间长，偏析严重等。）元素扩散困难，热处理时间长，偏析严重等。）3、焊接性差（比铝复杂）。、焊接性差（比铝复杂）。耐蚀材料耐蚀材料10.1.4镁合金的分类镁合金的分类1 1、按照生产方式分：、按照生产方式分：变形镁合金（变形镁合金（MB）2 2、按照合金元素成分：、按照合金元素成分：Mg-Li系系铸造镁合金（铸造镁合金（ZM）Mg-Mn系系Mg-Al-Zn系系Mg-Zn-Zr系系Mg-稀土系稀土系耐蚀材料耐蚀材料3 3、按照腐蚀特性分、按照腐蚀特性分有应力腐蚀倾向的合金有应力腐蚀倾向的合金无应力腐蚀倾向的合金无应力腐蚀倾向的合金4 4、按照强化效果分、
4、按照强化效果分不可热处理强化的合金不可热处理强化的合金可热处理强化的合金可热处理强化的合金耐蚀材料耐蚀材料10.2镁及镁合金的耐蚀性镁及镁合金的耐蚀性 3、腐蚀过程主要以析氢为主，以点蚀或全面腐蚀形式迅、腐蚀过程主要以析氢为主，以点蚀或全面腐蚀形式迅速溶解，直至粉化。速溶解，直至粉化。1.2.1纯镁的耐蚀性纯镁的耐蚀性-较差！较差！1、平衡电极电位低（、平衡电极电位低（-2.34V,比铝的还负），呈现极高的比铝的还负），呈现极高的化学和电化学活性。化学和电化学活性。2、镁的氧化膜疏松多孔，无保护作用。、镁的氧化膜疏松多孔，无保护作用。耐蚀材料耐蚀材料4、Fe,Ni,Cu,Co等为杂质元素，降低
5、耐蚀性。等为杂质元素，降低耐蚀性。5、镁在绝大多数无机酸和有机酸以及中性介质中都是不、镁在绝大多数无机酸和有机酸以及中性介质中都是不耐腐蚀的，而且腐蚀速度都很大。但是铬酸、磷酸、和耐腐蚀的，而且腐蚀速度都很大。但是铬酸、磷酸、和氟氢酸中由于表面钝化而具有一定的耐蚀性。氟氢酸中由于表面钝化而具有一定的耐蚀性。6、在碱性溶液中，由于生成难溶的、在碱性溶液中，由于生成难溶的Mg（OH）2膜而非常膜而非常耐腐蚀。耐腐蚀。耐蚀材料耐蚀材料 含有含有SiO32-,CrO42-,Cr2O72-,PO43-等离等离子的盐类能够促进保护膜子的盐类能够促进保护膜的形成而具有较小的腐蚀速度。的形成而具有较小的腐蚀速
6、度。 7、在盐中，镁的特性与盐的性质有关。、在盐中，镁的特性与盐的性质有关。 在含有在含有S2O62-,Cl-, SO42-等离子的盐类溶液中有较大的腐蚀速度；等离子的盐类溶液中有较大的腐蚀速度；耐蚀材料耐蚀材料 Mn在在Mg中溶解度很小，（中溶解度很小，（400时为时为0.25%，200几乎为几乎为零），而且零），而且Mg与与Mn不形成化合不形成化合物，因此物，因此MnMn实际以纯锰的形式存在，实际以纯锰的形式存在，容易聚集、偏析。容易聚集、偏析。10.2.2镁合金的耐蚀性镁合金的耐蚀性1、Mg-Mn系合金系合金合金特点：合金特点： Mg-Mn系系合金是一种不可热处理的强化合金。（强度合金是
7、一种不可热处理的强化合金。（强度200250 MPa）随着锰含量的增加，合金塑性下降。随着锰含量的增加，合金塑性下降。耐蚀材料耐蚀材料有优良的抗化学氧化性能。有优良的抗化学氧化性能。 耐蚀性耐蚀性锰能提高耐蚀性。当锰含量达到锰能提高耐蚀性。当锰含量达到1.5%时，可以获得最佳耐蚀性能。时，可以获得最佳耐蚀性能。Mg-Mn合金没有应力腐蚀开裂倾向，也没有晶间腐蚀倾向。合金没有应力腐蚀开裂倾向，也没有晶间腐蚀倾向。原因：锰消除铁的有害作用。但是过量的锰会使耐蚀性和塑性下降。原因：锰消除铁的有害作用。但是过量的锰会使耐蚀性和塑性下降。耐蚀材料耐蚀材料2、Mg-Al-Zn系合金系合金合金特点：合金特点
8、：强度高，能进行热处理强化。强度高，能进行热处理强化。耐蚀材料耐蚀材料耐蚀性：耐蚀性： 耐蚀性差，有应力腐蚀开裂倾向。耐蚀性差，有应力腐蚀开裂倾向。Zn对应力腐蚀开裂倾向较小。对应力腐蚀开裂倾向较小。Al的影响较大。原因是：在退火状态下，的影响较大。原因是：在退火状态下，Mg17Al12强化相沿晶界分强化相沿晶界分布，造成应力腐蚀开裂沿着晶间扩散。布，造成应力腐蚀开裂沿着晶间扩散。耐蚀材料耐蚀材料 是变形镁合金中强度最高，综合性能好，应用广泛的结构合金，是变形镁合金中强度最高，综合性能好，应用广泛的结构合金，可以进行热处理强化。可以进行热处理强化。3 3、Mg-Zn-ZrMg-Zn-Zr系合金
9、系合金合金特点：合金特点：Zn 是主要强化元素。是主要强化元素。Zr：细化晶粒。：细化晶粒。耐蚀材料耐蚀材料耐蚀性：耐蚀性：没有应力腐蚀开裂的倾向，在没有应力腐蚀开裂的倾向，在NaCl 溶液中较稳定。溶液中较稳定。耐蚀材料耐蚀材料10.2.2镁合金的保护方法镁合金的保护方法1.1.化学转化处理化学转化处理 镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷镁合金的化学转化膜按溶液可分为：铬酸盐系、有机酸系、磷酸盐系、酸盐系、KMnOKMnO4 4系、稀土元素系和锡酸盐系等。系、稀土元素系和锡酸盐系等。 化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层化学转化膜较薄、软，防护能力弱，一般只用作装饰或防护层中间层。中间层。 耐蚀材料耐蚀材料 阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底阳极氧化可得到比化学转化更好的耐磨损、耐腐蚀的涂料基底涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合涂层，并兼有良好的结合力、电绝缘性和耐热冲击等性能，是镁合金常用的表面处理技术之一。金常用的表面处理技术之一。 3.3.金属镀层金属镀层 2.2.阳极氧化阳极氧化耐蚀材料耐蚀材料4.4.激光处理激光处理 5.5.非金属涂层非金属涂层 利用激光辐照源的熔覆作用在高纯镁合金上可制得单层和多层利用激光辐照源的熔覆作用在高纯镁合金上可制得单层和多层合金化层。合金化层。
