由于化学性质活泼,在高温下容易发生氧化,在表面形成一层氧化膜。由于镁的氧化 膜疏松多孔,当被氧化的镁处于腐蚀介质中时,环境中的腐蚀介质对镁表面氧化膜的 腐蚀速率要比对纯镁的腐蚀速率快的多,当镁外面的氧化膜被腐蚀后,裸露在高温中 的新表面有被氧化和腐蚀,如此往复,使得镁在高温时的腐蚀速率大大加快。
镁的化学活性相比于其他工业合金非常高,镁的标准电极电位是-2。37eV,低于 铝和铁,所以发生电化学反应时镁作为阳极,表面的金属失去电子形成自由离子进入 溶液中,使得金属表面受到腐蚀。而且镁氧化后表面形成的氧化膜虽然可以在一定程 度内隔绝外来介质对镁合金的腐蚀,但是镁形成的氧化膜通常疏松且多孔,并不像铝 一样形成致密的氧化膜,所以当腐蚀介质的浓度较高或者 PH 值较高或较低时镁合金 的氧化膜无法阻止腐蚀的发生。综上两个原因,镁及镁合金的耐腐蚀性能差,同时镁 或镁合金的化学活性很大,这是目前制约镁合金发展的主要因素之一。
1。2。2 影响镁合金的耐腐蚀性能的综合因素论文网
(1)化学成分的影响 镁的电负性相对于其他金属来讲是比较大的,所以镁合金经常呈阳极,在电化学
腐蚀中,金属表面原子容易失去。镁合金在冶炼过程中总是会掺杂一些杂质元素。如 存在 Fe 元素时,由于铁的电负性比镁要高,会在金属中形成一个个以镁为阳极,铁 为阴极的原电池,从而使镁原子形成镁离子流失,造成电化学腐蚀。银和镉元素也会 增加镁合金的腐蚀速率,加速破坏。而钠元素,硅元素,铅元素,锰元素,铝元素以 及一些稀土元素等可以提高镁合金的耐腐蚀性能。
(2)组织结构的影响 镁合金中的第二相含量对镁合金的耐腐蚀性能有一定的影响。对于 Mg-Al 系镁
合金,当铝添加量达到 5%-10%时,β相的含量也会相对提高,β相可以作为电化学腐 蚀中的阴极和支撑镁合金表面结构,阻碍腐蚀介质对镁合金的腐蚀,因此β相有很好 的耐腐蚀性能,使得镁合金的整体耐腐蚀性能得到提高[13]。如果α相较多,β相较少且 较聚集,如铸造镁合金,则会使得β相作为阴极,α相作为阳极,在镁合金内部发生电 化学腐蚀,降低镁合金的耐腐蚀性能[14]。镁合金中第二相的分布和形态对镁合金的耐 蚀性能也有很大的影响,当第二相粒子以弥散且细小的质点的形式较为均匀的分布在 镁合金基体相中时,镁合金的耐蚀性能可以得到提高。当第二相呈网状分布于晶界是 则会降低镁合金的耐腐蚀性能。另外第二相的晶粒越细小,晶粒度越均匀,则耐腐蚀性能越好。
(3)外界环境的影响 外界的腐蚀介质的性质对镁合金的耐腐蚀性能有很大影响。一般在酸性溶液中都
会使得镁合金的腐蚀速率加快。而在碱性溶液中当 PH 值超过 10。5 时,镁合金表面会 形成一层比较致密的自钝化膜层,可以防止腐蚀的发生,但当温度升高到 70℃以上 时,即使有钝化膜层,也会有很快的腐蚀速率[15,16]。
1。3 镁合金防腐蚀的方法
镁合金防腐蚀方法有两种:
(1)将镁合金纯化,降低其中的杂质元素从而可以提高镁合金的耐蚀性能。
(2)镁合金表面处理方法,在镁合金的表面形成一层具有一定厚度和特殊成分 耐腐蚀的表面膜层。
1。3。1 传统方法提高镁合金耐腐蚀性能的方法
(1)阳极氧化:利用电化学的方法,在一定的电解液中和工艺条件下,将镁合 金作为阳极,以铁,不锈钢或者镍作为阴极,通过外加的电流,在镁合金表面形成一 层较厚且稳定的膜层,从而提高耐腐蚀性能的方法。但阳极氧化的膜层比较疏松,而 且对于形状比较复杂的零件难以得到均匀的膜层[17]。