论文部分内容阅读
镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,被誉为“21世纪的绿色工程材料”。本文综述了镁合金的腐蚀与防护研究进展及镁合金在发动机冷却系统特殊环境下的腐蚀研究现状。冷却液是确保发动机正常工作运转必不可缺少的主要液体介质。在汽车发动机中采用镁合金材料,必须首先面对冷却液对镁合金的腐蚀及防护问题。本论文通过模拟发动机冷却系统腐蚀环境,采用浸泡实验和腐蚀电化学测试的方法研究了乙二醇型发动机冷却液中主要组分浓度、服役周期和温度对AZ91D镁合金腐蚀损伤的影响;采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）和能谱分析仪（EDS）对镁合金腐蚀后的形貌、腐蚀产物成分和结构进行分析,探索其腐蚀机理及损伤过程;并依据腐蚀机理在表面制备适合用于解决其损伤问题的新型低成本、高性能、绿色环保的稀土化学转化保护膜。获得的主要结论如下:1.研究了不同乙二醇浓度和服役周期对AZ91D镁合金在乙二醇型发动机冷却系统中的腐蚀速率的影响,结果表明:AZ91D镁合金在在纯乙二醇中和乙二醇-水体系中表面出完全不同的腐蚀机理和损伤过程。在乙二醇-水冷却液体系中,随着乙二醇浓度的增加,腐蚀速率减小。服役周期延长,AZ91D镁合金在乙二醇型冷却液中的平均腐蚀速率减小,归因于腐蚀过程中其表面形成了一层具有自愈合行为的MgO/Mg（OH）2腐蚀产物保护膜,有效地抑制了镁合金的严重腐蚀。2.考察了温度（室温-120℃）对AZ91D镁合金在乙二醇型冷却液中的腐蚀行为及机理的影响,结果表明:温度对镁合金在冷却液中的腐蚀具有加速效应,随着温度的升高,AZ91D镁合金腐蚀速率明显增大。高温下,AZ91D镁合金表面无法形成稳定牢固的MgO/Mg（OH）2腐蚀产物保护膜。3.通过腐蚀电化学分析,获得了几种无机盐对AZ91D镁合金在乙二醇型冷却液中腐蚀的不同作用机理,进而制备了一种新型高性能、绿色环保的稀土化学转化膜。该稀土转化膜与镁合金基体结合牢固,膜层致密均匀,从而有效提高了在冷却液中的抗腐蚀性能。腐蚀电化学测试表明,相对于AZ91D镁合金,制备的稀土转化膜腐蚀电位提高了400～600 mV,腐蚀电流密度降低了近2个数量级。