T6处理对Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金腐蚀性能的影响
发布时间：2022-01-21 20:23
采用光学显微镜、扫描电镜等研究了经不同温度固溶及时效处理后Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金的显微组织,利用质量损失法、析氢法和电化学法测试了热处理后合金在模拟体液中的腐蚀性能。结果表明:经过固溶与时效处理之后,合金组织呈树枝状,在晶界或晶粒内部观察到层片状长周期堆垛有序（LPSO）结构;随着固溶温度的升高,共晶相逐渐减少,而晶粒内逐渐析出块状的析出相。由质量损失法和析氢法可知,随着固溶温度的增加,合金的腐蚀速率先增加后降低;固溶温度分别为370、420、470和520℃的合金的腐蚀电流密度分别为3.18×10-4、5.89×10-4、2.91×10-4和2.74×10-4 A·cm-2,与浸泡法得到的趋势一致。不同温度固溶处理的合金在模拟体液（SBF）中的腐蚀速率从高到低的顺序为:420℃>370℃>470℃>520℃,均低于铸态合金的腐蚀速率,且520℃固溶处理的合金的腐蚀速率最小,约为铸态合金腐蚀速率的1/10,表明T6处理可显著提高合金的耐蚀性能。
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在不同热处理状态下的光学显微组织照片
为了更直观地展示每浸泡24 h合金的腐蚀速率,将120 h的析氢曲线转变为每24 h的平均腐蚀速率,如图6所示。可以看出,随着浸泡时间的增加,T6-420的腐蚀速率明显加快,T6-370的腐蚀速率增幅较缓,T6-470与T6-520的腐蚀速率在各个时间段内的总体趋势为先减小后增大,但趋势比较平稳。图7为Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在SBF中的极化曲线图。4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电位分别为-1.449 V、-1.328 V、-1.475 V和-1.509 V,腐蚀电位从高到低的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520。腐蚀电位从热力学角度反映了合金的腐蚀倾向,腐蚀电位越负,合金的腐蚀倾向越大。因此,从热力学角度来看,T6-420的耐蚀性最好;然而腐蚀电位的高低与腐蚀速率并没有直接的关系,腐蚀电流密度从动力学角度决定了合金的腐蚀速率,4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电流密度分别为3.18×10-4、5.89×10-4、2.91×10-4和2.74×10-4 A·cm-2,即腐蚀速率从大到小的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520,T6-420的腐蚀电流密度最高,耐蚀性最差,而其余各态合金的腐蚀电流密度相差较小,极化曲线获得的腐蚀速率没有质量损失法获得的腐蚀速率差别明显。这主要是因为电化学测试为合金的瞬时腐蚀速率,而质量损失法的腐蚀速率为合金在SBF中浸泡120 h后的平均腐蚀速率。从图5的析氢曲线中也可以看出,4种不同固溶温度处理后合金在前30 min内总析氢量差别不大。
图7为Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在SBF中的极化曲线图。4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电位分别为-1.449 V、-1.328 V、-1.475 V和-1.509 V,腐蚀电位从高到低的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520。腐蚀电位从热力学角度反映了合金的腐蚀倾向,腐蚀电位越负,合金的腐蚀倾向越大。因此,从热力学角度来看,T6-420的耐蚀性最好;然而腐蚀电位的高低与腐蚀速率并没有直接的关系,腐蚀电流密度从动力学角度决定了合金的腐蚀速率,4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电流密度分别为3.18×10-4、5.89×10-4、2.91×10-4和2.74×10-4 A·cm-2,即腐蚀速率从大到小的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520,T6-420的腐蚀电流密度最高,耐蚀性最差,而其余各态合金的腐蚀电流密度相差较小,极化曲线获得的腐蚀速率没有质量损失法获得的腐蚀速率差别明显。这主要是因为电化学测试为合金的瞬时腐蚀速率,而质量损失法的腐蚀速率为合金在SBF中浸泡120 h后的平均腐蚀速率。从图5的析氢曲线中也可以看出,4种不同固溶温度处理后合金在前30 min内总析氢量差别不大。以上3种测试方法均表明T6-520合金的耐蚀性最好,其质量损失腐蚀速率为0.052 mg·cm-2·h-1,而T6-420合金的耐蚀性最差,质量损失腐蚀速率为0.404 mg·cm-2·h-1,约是T6-520的8倍,而铸态合金的腐蚀速率为0.495 mg·cm-2·h-1,即经过T6处理后合金的腐蚀速率下降,但不同固溶温度对合金腐蚀速率的影响不同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固溶处理对NQZ310K生物镁合金力学与腐蚀性能的影响[J]. 朱劲峰,朱珠,聂豫晋,章晓波. 材料热处理学报. 2019(02)
[2]生物可降解医用镁合金应用于骨缺损修复中的研究展望[J]. 崔云霞,李保胜,韩春雨,付齐月,李尊泰,齐晓爽,张慧彦,孟维艳. 现代口腔医学杂志. 2019(01)
[3]镁合金全降解血管支架研究进展[J]. 奚廷斐,魏利娜,刘婧,刘小丽,甄珍,郑玉峰. 金属学报. 2017(10)
[4]固溶处理对Mg-Zn-Y-Zr-Ca生物镁合金组织及腐蚀性能的影响[J]. 孙毅,张文鑫,许春香,张金山,韩少兵,贾长建. 材料热处理学报. 2017(09)
[5]固溶处理态Mg-Nd-Gd-Sr-Zn-Zr镁合金的显微组织及其在模拟体液中的腐蚀行为[J]. 章晓波,马青龙,巴志新,王章忠,王强. 稀有金属材料与工程. 2017(04)
[6]Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织及耐蚀性[J]. 刘亚,文九巴,单玉郎,雷少帆,姚怀,贺俊光. 材料热处理学报. 2017(02)
[7]热处理对Mg-10Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和耐蚀性能的影响[J]. 马旭,李全安,井晓天. 中国腐蚀与防护学报. 2016(02)
[8]新型可吸收镁合金支架在血管内应用及生物相容性[J]. 赵辉,雷民. 中国组织工程研究. 2016(08)
[9]固溶温度对Mg-2Nd-2Gd-0.3Sr-0.2Zn-0.4Zr镁合金腐蚀性能的影响[J]. 殷俏,章晓波,王章忠,马青龙,杨惠宇,陆嘉飞. 材料热处理学报. 2016(01)
[10]固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响[J]. 张帆,毕广利,李元东,李明,马颖. 材料热处理学报. 2015(04)
本文编号：3600900
【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(09)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在不同热处理状态下的光学显微组织照片
为了更直观地展示每浸泡24 h合金的腐蚀速率,将120 h的析氢曲线转变为每24 h的平均腐蚀速率,如图6所示。可以看出,随着浸泡时间的增加,T6-420的腐蚀速率明显加快,T6-370的腐蚀速率增幅较缓,T6-470与T6-520的腐蚀速率在各个时间段内的总体趋势为先减小后增大,但趋势比较平稳。图7为Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在SBF中的极化曲线图。4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电位分别为-1.449 V、-1.328 V、-1.475 V和-1.509 V,腐蚀电位从高到低的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520。腐蚀电位从热力学角度反映了合金的腐蚀倾向,腐蚀电位越负,合金的腐蚀倾向越大。因此,从热力学角度来看,T6-420的耐蚀性最好;然而腐蚀电位的高低与腐蚀速率并没有直接的关系,腐蚀电流密度从动力学角度决定了合金的腐蚀速率,4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电流密度分别为3.18×10-4、5.89×10-4、2.91×10-4和2.74×10-4 A·cm-2,即腐蚀速率从大到小的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520,T6-420的腐蚀电流密度最高,耐蚀性最差,而其余各态合金的腐蚀电流密度相差较小,极化曲线获得的腐蚀速率没有质量损失法获得的腐蚀速率差别明显。这主要是因为电化学测试为合金的瞬时腐蚀速率,而质量损失法的腐蚀速率为合金在SBF中浸泡120 h后的平均腐蚀速率。从图5的析氢曲线中也可以看出,4种不同固溶温度处理后合金在前30 min内总析氢量差别不大。
图7为Mg-9Gd-1Zn-0.2Ca合金在SBF中的极化曲线图。4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电位分别为-1.449 V、-1.328 V、-1.475 V和-1.509 V,腐蚀电位从高到低的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520。腐蚀电位从热力学角度反映了合金的腐蚀倾向,腐蚀电位越负,合金的腐蚀倾向越大。因此,从热力学角度来看,T6-420的耐蚀性最好;然而腐蚀电位的高低与腐蚀速率并没有直接的关系,腐蚀电流密度从动力学角度决定了合金的腐蚀速率,4种不同固溶温度处理后合金的腐蚀电流密度分别为3.18×10-4、5.89×10-4、2.91×10-4和2.74×10-4 A·cm-2,即腐蚀速率从大到小的顺序为:T6-420>T6-370>T6-470>T6-520,T6-420的腐蚀电流密度最高,耐蚀性最差,而其余各态合金的腐蚀电流密度相差较小,极化曲线获得的腐蚀速率没有质量损失法获得的腐蚀速率差别明显。这主要是因为电化学测试为合金的瞬时腐蚀速率,而质量损失法的腐蚀速率为合金在SBF中浸泡120 h后的平均腐蚀速率。从图5的析氢曲线中也可以看出,4种不同固溶温度处理后合金在前30 min内总析氢量差别不大。以上3种测试方法均表明T6-520合金的耐蚀性最好,其质量损失腐蚀速率为0.052 mg·cm-2·h-1,而T6-420合金的耐蚀性最差,质量损失腐蚀速率为0.404 mg·cm-2·h-1,约是T6-520的8倍,而铸态合金的腐蚀速率为0.495 mg·cm-2·h-1,即经过T6处理后合金的腐蚀速率下降,但不同固溶温度对合金腐蚀速率的影响不同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]固溶处理对NQZ310K生物镁合金力学与腐蚀性能的影响[J]. 朱劲峰,朱珠,聂豫晋,章晓波. 材料热处理学报. 2019(02)
[2]生物可降解医用镁合金应用于骨缺损修复中的研究展望[J]. 崔云霞,李保胜,韩春雨,付齐月,李尊泰,齐晓爽,张慧彦,孟维艳. 现代口腔医学杂志. 2019(01)
[3]镁合金全降解血管支架研究进展[J]. 奚廷斐,魏利娜,刘婧,刘小丽,甄珍,郑玉峰. 金属学报. 2017(10)
[4]固溶处理对Mg-Zn-Y-Zr-Ca生物镁合金组织及腐蚀性能的影响[J]. 孙毅,张文鑫,许春香,张金山,韩少兵,贾长建. 材料热处理学报. 2017(09)
[5]固溶处理态Mg-Nd-Gd-Sr-Zn-Zr镁合金的显微组织及其在模拟体液中的腐蚀行为[J]. 章晓波,马青龙,巴志新,王章忠,王强. 稀有金属材料与工程. 2017(04)
[6]Mg-0.5Zn-0.4Zr-5Gd生物镁合金组织及耐蚀性[J]. 刘亚,文九巴,单玉郎,雷少帆,姚怀,贺俊光. 材料热处理学报. 2017(02)
[7]热处理对Mg-10Gd-2.5Nd-0.5Zr合金组织和耐蚀性能的影响[J]. 马旭,李全安,井晓天. 中国腐蚀与防护学报. 2016(02)
[8]新型可吸收镁合金支架在血管内应用及生物相容性[J]. 赵辉,雷民. 中国组织工程研究. 2016(08)
[9]固溶温度对Mg-2Nd-2Gd-0.3Sr-0.2Zn-0.4Zr镁合金腐蚀性能的影响[J]. 殷俏,章晓波,王章忠,马青龙,杨惠宇,陆嘉飞. 材料热处理学报. 2016(01)
[10]固溶处理对Mg-Dy-Zn合金显微组织和腐蚀性能的影响[J]. 张帆,毕广利,李元东,李明,马颖. 材料热处理学报. 2015(04)
本文编号：3600900
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