镁合金在万宁标准试验场的大气腐蚀行为_朱利萍

１．２ 试 验 方 法 将上述材料在万宁试验站的标准试验场进行环
境投放，万宁试验站的气候特征见表 ２，万 宁 试 验 站 的大气环境腐蚀因素见表 ３。将试样 用 陶 瓷 卡 具 依 次固定在暴露架上，防 止 试 样 与 金 属 架 及 其 它 金 属 材料接触，试样与 试 样 之 间 要 留 一 定 空 隙。 卡 点 要 尽量小，且装卡牢 固。 将 装 卡 好 的 试 样 架 放 置 到 试 验站的 室 外 固 定 架 上，使 试 样 与 水 平 面 成 ６０°角。 试样在海洋平台的投放布置图见图 １。 试 样 在 环 境 中 投 放 ２ 个 月 后 分 别 取 样 ，观 察 试 样 的 宏 观 腐 蚀 形
貌，采用失重法测量 不 同 镁 合 金 材 料 经 环 境 投 放 试
验 后 的 腐 蚀 失 重 量 ，并 计 算 材 料 的 腐 蚀 速 度 。
去除镁合金表 面 腐 蚀 产 物 的 方 法 如 下：将 经 环
境投样后取 回 的 镁 合 金 试 样 放 入 含 ２００ｇ／Ｌ ＣｒＯ３
＋１０ｇ／Ｌ ＡｇＮＯ３ 的 溶 液 中，在 室 温 下 浸 泡 ８ ｍｉｎ， 浸泡过程 中 适 当 翻 转 试 样。 待 腐 蚀 产 物 清 除 干 净
Ｃｌ－
ＳＯ４２－
ｐＨ
·ｄ－１）
·ｄ－１）
·ｄ－１） ·ｄ－１）
／（ｍｇ·ｍ－３） ／（ｍｇ·ｍ－３）
０．３８７
０．０６
０．００５ ０．０００ ５．０ １１ ２２９ ３ ５５２
１ 镁 合 金 试 样 在 万 宁 试 验 站 （标 准 试 验 场 ）的 投 放 布 置 图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｐｉｃｔｕｒｅ ｏｆ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｔｅｓｔ ｉｎ Ｗａｎｎｉｎｇ（ｓｔａｎｄａｒｄ）ｔｅｓｔ ｓｉｔｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒｓ ｏｆ ＡＺ３１，ＡＺ６１ａｎｄ ＡＺ８０ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ
ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｅｓｔ ｉｎ Ｗａｎｎｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｅｓｔ ｓｉｔｅ．Ａｆｔｅｒ ｔｗｏ ｍｏｎｔｈｓ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｅｎｅｒｇｙ－ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＥＤＳ）．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｗｅｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｍａｓｓ－ ｌｏｓｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ ｉｎ Ｗａｎｎｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｅｓｔ ｓｉｔｅ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｄｄｅｄ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｗａｓ ｐｉｔｔｉｎｇ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｌａｗ ｈｏｌｅｓ ａｐｐｅａｒｅｄ ｏｎ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ．Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙｓ，ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｃｌａｗ ｈｏｌｅｓ ｏｎ ＡＺ３１ ｗａｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｒｅａ ｏｆ ｅａｃｈ ｃｌａｗ ｈｏｌｅ ｏｎ ＡＺ３１ｗａｓ ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ．Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｍｏｒｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｃｋ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｔｈａｎ ｏｎ ｔｈｅ ｆｒｏｎｔ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗａｓ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ｗｉｔｈ ｆｅｗ ｃｈｌｏｒｉｄｅ．
（１．Ｎｉｎｇｂｏ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｏｒｄｎａｎｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎｉｎｇｂｏ ３１５１０３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００５１，Ｃｈｉｎａ）
表 ３ 万 宁 试 验 站 大 气 环 境 腐 蚀 因 素
Ｔａｂ．３ Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｉｎ
Ｗａｎｎｉｎｇ ｔｅｓｔ ｓｉｔｅ
氯离子沉积率 二氧化硫沉积速率 二氧化氮浓度 硫化氢浓度
雨水
／（ｍｇ·ｄｍ－２ ／（ｍｇ·ｄｍ－２ ／（ｍｇ·ｄｍ－２／（ｍｇ·ｄｍ－２
Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ａｌｌｏｙｓ ｉｎ Ｗａｎｎｉｎｇ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｓｉｔｅ
ＺＨＵ Ｌｉ－ｐｉｎｇ１，ＧＯＮＧ Ｐｅｉ ２，ＬＵ Ｃｈｕａｎｇ１，ＺＨＵ Ｙｕ－ｊｉｎ１，ＷＡＮＧ Ｃｈａｏ－ｌｕｎ１， ＦＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｚｕ１，ＣＡＯ Ｘｕｅ－ｊｕｎ１
后，根 据 公 式 （１）计 算 试 样 的 腐 蚀 速 率 Ｖ （ｇ／ｍ２ ·
月）。
ｖ
＝
Ｗ１
－
Ｗ２
－ （Ｗ 裸１ Ａ·ｔ
－Ｗ
裸２）
式中：Ｗ１ 为环 境 投 放 试 样 的 原 始 质 量；Ｗ２ 为 环 境 投放试样清除 腐 蚀 产 物 后 的 质 量；Ｗ 裸１ 为 未 经 环 境
摘 要：采用大气暴露试验、扫描电镜、能谱及失重法对 ＡＺ３１，ＡＺ６１和 ＡＺ８０三种镁合金在万宁 标 准 试 验 场 的 大 气 腐蚀行为进行了研究。结果表明，镁合金耐大 气 腐 蚀 的 性 能 随 铝 含 量 的 增 加 而 提 高 ，且 发 生 的 腐 蚀 以 点 蚀 为 主，局 部形成爪形腐蚀坑。在这三种材料中，ＡＺ３１镁 合 金 表 面 出 现 的 爪 形 腐 蚀 坑 最 多 ，腐 蚀 坑 面 积 最 大。 三 种 镁 合 金 经 ２ 个 月 环 境 试 验 后 背 光 面 的 腐 蚀 程 度 较 正 面 的 严 重 ，形 成 的 腐 蚀 产 物 主 要 以 碳 酸 盐 为 主 ，并 含 有 少 量 的 氯 化 物 。 关 键 词 ：镁 合 金 ；大 气 暴 露 试 验 ；腐 蚀 速 率 ；腐 蚀 形 貌 中 图 分 类 号 ：ＴＧ１７２．３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００５－７４８Ｘ（２０１４）０９－０９１２－０５
表 １ 试 验 材 料 的 化 学 成 分
Ｔａｂ．１ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔｅｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ％
牌号 Ａｌ Ｚｎ Ｍｎ Ｆｅ Ｓｉ Ｃｕ Ｎｉ Ｍｇ ＡＺ３１ ２．６８ ０．６３ ０．３６ ０．００１ ２ ０．００７ ０．００１ ０．０００ ２４Ｂａｌ． ＡＺ６１ ６．７７ １．１４ ０．３２ ０．００１ ７ ０．０１６ ０．００４ ３ ０．０００ ３１Ｂａｌ． ＡＺ８０ ８．９７ ０．６１ ０．１６ ０．００４ ０．０１６ ０．００２ １ ０．０００ ７６Ｂａｌ．
后，用水清洗试样，并 于 １００ ℃ 的 烘 箱 中 烘 干，然 后
测量 环 境 投 放 试 样 的 质 量 Ｗ２；考 虑 到 去 除 腐 蚀 产 物过程中基体镁合 金 的 腐 蚀 失 重，随 槽 放 入 一 尺 寸
相同的质量 为 Ｗ 裸１ 的 未 经 环 境 投 放 的 相 同 材 料 的
镁合金，经 相 同 方 法 处 理 后，测 量 其 质 量 Ｗ 裸２。 然
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ａｌｌｏｙ；ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｅｓｔ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒａｔｅ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
镁 合 金 具 有 质 量 轻 、比 强 度 和 比 刚 度 高 等 特 点 ， 是２１世纪最有应 用 前 途 的 轻 质 工 程 材 料。 但 是 镁 合金耐蚀性较差，这 大 大 限 制 了 镁 合 金 的 大 批 量 使 用。为使镁合金在 军 工、汽 车 及 航 空 工 业 上 获 得 大 批量的使用，国内外 研 究 者 在 提 高 镁 合 金 的 力 学 性 能和耐蚀性 能 方 面 作 了 大 量 的 研 究 工 作［１－２］，取 得 了明显的效果，大 大 拓 展 了 镁 合 金 的 应 用 范 围。 但 是有关镁合金材料的耐蚀性研究目前主要集中在实 验室里，如通过盐 雾 试 验、浸 泡、电 化 学 等 方 法 对 镁 合金材料的耐蚀性能开 展 研 究 。 ［３－６］ 由 于 常 规 实 验
表 ２ 万 宁 试 验 站 气 候 特 征
Ｔａｂ．２ Ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ Ｗａｎｎｉｎｇ ｔｅｓｔ ｓｉｔｅ
平均温度 平均湿度 润湿时间 降雨量 日照时间
／℃
／％
／（ｈ·ａ－１）／（ｍｍ·ａ－１Biblioteka ／（ｈ·ａ－１）２４．６
８６
６ ７３９ １ ５６３ ２ ０４３
第３５卷 第９期 ２０１４ 年 ９ 月
腐蚀与防护
ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ ＆ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ
Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．９ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０１４
镁合金在万宁标准试验场的大气腐蚀行为
朱利萍１，龚 沛２，鲁 闯１，朱宇锦１，王超伦１，方晓祖１，曹学军１
（１．中国兵器科学研究院，宁波 ３１５１０３；２．内蒙古工业大学 材料学院，呼和浩特 ０１００５１）
收 稿 日 期 ：２０１３－１０－３０ 通信作者：朱利萍（１９７３－），副 研 究 员，硕 士，从 事 金 属 材 料 腐 蚀 性 能 及 表 面 防 腐 蚀 工 艺 的 研 究 ，１８０５８５８２９６８，ｚｈｕｌｉｐ－ ｉｎｇ７３５０＠１６３．ｃｏｍ