az80a镁合金的腐蚀疲劳性能研究

１．２试样准备
本试验试样尺寸为１５０×２０ｘ６（见图１），用电火花线切割加工成型．表面去掉Ｉｍｍ氧化层。

然后使用４００、６００和８００号ＳｉＣ金相水磨砂纸处理标注部位，使之达到试验要求。

１．３腐蚀疲劳试验
实验采用日本岛津产ＥＨＦ－ＥＢ（Ｄ）
１０—２０Ｌ疲劳试验机。

疲劳试验参数选定为：波形为正弦波，频率ｆ＝ｌＯＨｚ，载荷比Ｒ＝一１，试验温度为室温。

疲劳试验分别在
囤１疲劳试样
ＦｉｇＩＳｐｅｃｉｍｅｎｆｏｒｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔ
空气中和３．５％ＮａＣｌ溶液中进行。

在腐蚀疲劳试验中３．５％ＮａＣｌ溶液始终用循环泵保持循环。

１．４微观分析
显微组织观察：试样用环氧树脂镶嵌，使用６００、８００、１０００和１４００号ＳｉＣ水磨砂纸磨光，最后使用Ｉ．０ｕｍ和０．５ｌＪｍ的金刚石研磨膏两次抛光。

浸蚀分两步进行，首先用５％的硝酸酒精浸蚀，蒸馏水清洗，然后用刻蚀液（成分为：ｌＯｍｌ醋酸（３５％）、１２９苦味酸、２００ｍｌ酒精（９５％）和２０ｍｌ蒸馏水）浸蚀。

疲劳断口使用丙酮液超声波清洗。

使用飞利浦ＸＬ３０一ＦＥＧ型扫描电子显微镜观察组织和形貌。

２．实验结果
２．１微观组织
在光学显微镜下挤制ＡＺＳＯＡ的组织为白色基体ａ相、沿品界不连续析出的１３相（Ｍｇ一，ＡＩ－：）（见图２），其平均晶粒尺寸为１６．８ｕｍ。

ａ）ｏｐｔｉｃａｌｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｂ）ＳＥＭｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ
图２挤制ＡＺ８０Ａ的组织形态
Ｆｉ醇ｎ＇ｆｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｓ－ｒｅｃｅｉｖｅｄｅｘｔｒｕｄｅｄＡＺ８０
２．２机械性能
ＡＺ８０Ａ的拉伸性能为：抗拉强度ｏｂ－３３３Ｍｐａ，屈服强度０ｎ产２２１Ｍｐａ，伸长率ｅ＝７％，面缩率１ｌ，＝１０％。

－５５．
２．３￥－Ｎ曲线
在腐蚀介质中镁合金的疲劳强度比空气中的明显地降低。

一般地，镁合金对腐蚀疲劳相当敏感，腐蚀疲劳强度可能只有空气中的１０％“”。

镁合金在空气中和自来水中的疲劳试验得到的Ｓ—Ｎ曲线表明“”：自来水中的Ｓ－Ｎ曲
线比空气中的Ｓ－Ｎ曲线更陡。

海水则比自
来水具有更强的腐蚀性，这是因为ｃ１一可
以破坏镁合金表面膜。

ＡＺ８０Ａ在空气中和
３．５％Ｎａｃｌ溶液中的Ｓ－Ｎ曲线见图３。

由图
可见，在空气中ＡＺ８０Ａ存在疲劳极限，在
３．５％ＮａＣｌ中不存在疲劳极限。

３讨论
在室温，Ｍｇ合金的裂纹萌生常常与
徼孔的存在有关”。

．Ｏｒｇａｒｅｖｉｃ和
Ｓｔｅｐｈｅｎｓ“１认为Ｍｇ合金的疲劳裂纹萌生
与具有择优倾向晶体的滑移有关。

准解理往往出现在疲劳裂纹生长的萌生阶段。

Ｍａｙｅｒ等”１研究高压铸造Ｍｇ合金（ＡＺ９１ｈｐ、
图３ＡＺ８０Ａ的Ｓ－Ｎ曲线
Ｆｉ９３Ｔｅｎｓｉｏｎ－ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＳ－ＮｃｕｒｖｅｏｆＡＺ８０Ａ
ＡＭ６０ｈｐ、ＡＳ２１ｈｐ和ＡＥ４２ｈｐ）的高周疲劳性能发现，ＡＺ９１ｈｐ和ＡＭ６０ｈｐ的疲劳性能高于Ａｓ２１ｈｐ和ＡＦＡ２ｈｐ的疲劳性能。

它们的ｓ—剞曲线显示这些材料存在疲劳极限。

疲劳裂纹主要在孔隙附近萌生，断裂周次与孔隙面积成反比。

减少孔隙的数量和最大尺寸将显著提高铸造Ｍｇ合金的疲劳性能。

Ｂｈａｍｂｒｉ和Ｋａｔｔａｍｉｓ”１认为其它有利于裂纹萌生的地方是铸件中的微孔。

除了化学成分、热处理外，晶粒大小和微观结构缺陷可能严重地影响Ｍｇ合金的疲劳性能”１。

另外，高温和腐蚀环境可能降低疲劳寿命。

Ｓｔｅｐｈｅｎｓ等“”发现ＡＺ９１—Ｔ６的腐蚀疲劳阻力在３．５％的盐水里比在空气中明显地降低。

腐蚀环境下疲劳寿命降低的原因是快速的裂纹萌生和裂纹扩展速率。

无论在空气中还是在盐雾中材料的缺陷可能导致疲劳数据的分散。

在较高的循环周次下，在合金表面形成腐蚀坑，它们成为裂纹源。

在本实验中，发现挤制Ｍｇ合金的疲劳裂纹萌生于表面层各种类型的缺陷部位如夹杂和
图４疲劳裂纹源
Ｆｉ９４ｆａｔｉｇｕｅ
ｃｒａｃｋｉｎｉｔｉａｔｉｏｎｓ｛ｔｃｓ
．５６－
ｂ、ｉｎ３．５％ＮａＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎ暑御ｍ懈伽ｍ∞∞加
AZ80A镁合金的腐蚀疲劳性能研究
作者：曾荣昌， 郑宇礼， 韩恩厚， 徐永波， 柯伟， 钟伟珍
作者单位：曾荣昌,郑宇礼,韩恩厚,徐永波,柯伟(中国科学院金属研究所腐蚀与防护国家重点实验室,沈阳,110016)， 钟伟珍(广灵镁业科技有限公司,北京,100000)
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引用本文格式：曾荣昌.郑宇礼.韩恩厚.徐永波.柯伟.钟伟珍AZ80A镁合金的腐蚀疲劳性能研究[会议论文] 2001。