论文部分内容阅读
采用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、万能电子实验机、XRD、腐蚀失重试验及极化曲线等手段和方法研究Er元素对Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr(1号合金NZ30K)合金的显微组织、力学性能与耐腐蚀性能的影响规律。获得了如下的研究结论：(1)添加Er元素能细化NZ30K-Er合金(2号合金)的晶粒,元素Er除溶入镁基体外,还以白色小颗粒形貌分布在晶间,少量Er元素溶入共晶Mg12Nd化合物中,使NZ30K-Er合金的热稳定性提高。(2)添加稀土Er元素并没有改变Mg-Nd-Zn-Zr合金峰时效析出相的种类,但使达到峰值时效的时间更短,析出相数量比不含Er的合金要多,时效强化效果更好；两种合金在200℃时达到峰时效都是因为基体里析出了大量弥散分布的β”相,起到了第二相强化的作用。β”相具有密排六方D019结构,其与基体的取向关系为[2423]β”//[2423]α-Mg,(1010)β”//(1010)α-Mg。(3)NZ30K-Er合金具有优良的室温和高温力学性能,在室温下其抗拉强度、屈服强度、延伸率分别为283.4MPa、170.2MPa和4%；随着Er的加入,抗拉强度和屈服强度升高,而延伸率却几乎不变；在250℃时,NZ30K-Er合金也具有优异的力学性能,其抗拉强度仍有201MPa,延伸率达10.56%。(4)NZ30K-Er合金室温拉伸断口形貌中,有高度不一的解理台和撕裂棱,还有少量的韧窝,韧窝附近的颗粒物主要含Er、Nd,说明合金具有较好的塑性。室温时,两合金都以准解理断裂为主。高温时,1号合金的断口形貌与室温拉伸断口形貌类似,仍以准解理断裂为主,而2号合金断口形貌中韧窝较多,且较深,以韧性断裂为主。(5)热处理影响NZ30K合金和NZ30K-Er合金腐蚀产物的形貌,尽管腐蚀产物几乎都为Mg(OH)2,但是F态样品腐蚀产物膜主要由蓬松的颗粒构成,T4态样品表面由紧凑和均匀分布的“三明治”状物质覆盖,而T6态样品表面由紧凑和均匀分布的细长条状颗粒覆盖。由于腐蚀产物膜的形貌不同及相的种类、数量、分布不同,2号合金各状态耐腐蚀性能的大小顺序为2T6>2T4>2F；两合金耐腐蚀性能的大小顺序为1F>2F,1T4>2T4,1T6<2T6。(6)通过分析,NZ30K-Er合金时效态的综合性能最好,既具有优良的室温和高温力学性能,同时又具有很好的耐腐蚀性能。在5wt.%的NaCl溶液中,其腐蚀电流密度仅为8.012μA/cm2,腐蚀失重速率仅为0.243mg/(cm2day),好于AZ91D镁合金。