D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2006.05.031 第28卷第5期 北京科技大学学报 Vol.28N0.5 2006年5月 Journal of University of Sclence and Technology Beijing May 2006 镁合金在大气环境中的电偶腐蚀 张继心张巍李久青马征曾桂芝 北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心，北京100083 摘要研究了AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与Q235碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、 LY12铝合金4种材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进行周期分别为3,6,15,20,27 个月的大气腐蚀行为及规律.结果表明，镁合金作为电偶对的阳极其腐蚀速率在与实验所用材料 偶接后显著提升，其中，与Q235碳钢、316L不锈钢偶接后大气电偶腐蚀效应最大，而与LY12铝 合金偶接后大气电偶腐蚀效应最小.青岛站镁合金试样的大气电偶腐蚀效应要明显高于武汉站的 试样.不同镁合金的大气电偶腐蚀效应y之间存在的基本关系为AZ91D最大，AM50最小. 关键词镁合金：大气环境；电偶腐蚀；电偶腐蚀效应 分类号TG172 镁及镁合金以其密度小、比强度高、减震性能 AZ91D,AM50,AM60三种镁合金分别与Q235 和尺寸稳定性好、易于压铸成型、磁屏蔽性良好、 碳钢、316L不锈钢、H62黄铜、LY12铝合金4种 回收性好等优异特性13]，已广泛应用于航空航 材料组成电偶对在青岛和武汉大气暴晒实验场进 天、汽车工业、电子工业等领域.但是，镁合金的 行周期分别为3,6,15,20,27个月的大气腐蚀行 化学活性高，标准电极电位低，在潮湿空气、含硫 为及规律，研究不同镁合金与其他不同金属组成 气氛和海洋大气中均会遭到严重腐蚀[45]，镁合 的电偶对在不同的大气环境中的电偶腐蚀规律. 金耐蚀性差是镁作为结构材料的应用潜力与现实 之间依然存在巨大反差的重要原因6-).在实际 1实验方法 应用中，镁及镁合金不可避免地会与其他金属部 1.1实验材料 件配套使用而发生电偶腐蚀，镁合金作为阳极而 实验所用阳极材料分别为AZ91D,AM50, 腐蚀严重，但有关镁合金电偶腐蚀规律、机理研究 AM60镁合金，阴极材料分别为Q235钢、316L不 却少见报导.大气是镁合金在实际使用中的主要 锈钢、H62黄铜和LY12铝合金.其成分如表1 环境，大气环境下镁合金的电偶腐蚀研究对促进 所示. 镁合金更广泛的应用是十分必要的.本文研究了 表1实验用材料化学成分 Table 1 Composition of the test materials 材料 成分（质量分数）/% AZ91DAl8.5-9.5.Mn0.17-0.4,Zn0.45-0.9.Si0.05(max),Cu0.25(max）.Ni0.001(max),Fe0.004(max).Mg余M AM50A14.4-5.4,Mn0.26-0.6.Zn0.22(max).Si0.10.Cu0.10.Ni0.002,Fe0.004,Mg余址 AM60A15.5-6.5,Mn0.24-0.6,Zn0.22(max).Si0.10.Cu0.10,Ni0.002.Fe0.005.Mg余址 H62 Cu60.5,Pb0.08,Fe0.15,Sb0.005.Bi0.002.P0.01,Zn余量 316L.S.SNi12.45,Cr17.61.Mo2.29C0.021,Mn1.05.Si0.69.P0.031,S0.002,Fe余t Q235C0.1.Si0.2.Mn0.37,P0.019.S0.012,Fe余t LY12Cu3.8-4.9,Mg1.2-1.8,Mn0.3-0.9.Fe0.5.Si0.5.杂质<1.5%，A1余址 将所有试样按规定尺寸加工，然后除油，并用 收稿日期：2004-11-22修回日期：2005-03-11 基金项目：福特基金资助项目(No.50122115) 砂纸打磨至800#，用酒精棉檄净后，吹干，并准确 作者简介：张继心(1980一)，男，项士研究生：李久青(1944一). 称量镁合金试样的质量 男，教授5 2 第 卷 第 期 8 2 0 0 年 月 6 s 北 京 科 技 大 学 学 报 J 皿 o a r n l o U f n c t e O v f r S i i l y s e n c e e d a TC n h o n 峨嘴 l y e U B i g n V o l 。 2 N 8 o 。 5 M 2 a y 0 ` 镁合金在大气环境 中的电偶腐蚀 张 继 心 张 巍 李久青 马 征 曾桂 芝 北京科技大学材料科学 与工程学院腐蚀与防护中心 , 北京 1 0 0 0 83 摘 要 研 究 了 A z 9 1D , A M 50 , A M 60 三 种镁 合 金分 别与 2Q 35 碳钢 、 3 16 L 不锈 钢 、 6H 2 黄 铜 、 L Y 12 铝合金 4 种材料组成 电偶对在 青岛和武 汉大气暴晒 实验场进 行周期 分别 为 3 , 6 , 巧 , 20 , 27 个月的大气腐蚀行为及规律 . 结果 表明 , 镁合金作为 电偶 对的阳极其腐蚀速 率在与实验 所用材料 偶接后显著提升 . 其中 , 与 2Q 35 碳钢 、 31 6 L 不锈钢偶接后大 气 电偶腐 蚀效应最 大 , 而 与 L Y 12 铝 合金偶接后大气 电偶腐蚀效应最 小 . 青岛站镁 合金试样 的大气 电偶腐蚀效应要明显高于武 汉站 的 试样 . 不同镁 合金的大气电偶腐蚀效应 y 之间存在的基本关系为 A Z 9 1D 最大 , A M 50 最 小 . 关扭词 镁合金 ; 大气环境 ; 电偶腐蚀 ; 电偶腐蚀效应 分类号 T G 1 7 2 镁及 镁合金 以其密度 小 、 比强度高 、 减震 性能 和 尺寸稳 定性 好 、 易于 压铸成型 、 磁屏 蔽 性 良好 、 回收性好等优异特性〔’ 一3 〕 , 已 广泛 应 用 于 航空 航 天 、 汽 车工 业 、 电子 工 业 等领域 . 但是 , 镁合金 的 化学活性高 , 标准 电极 电位低 , 在潮湿 空 气 、 含硫 气氛和海 洋大气 中均会遭 到 严 重 腐 蚀 [ 4 一 , J , 镁 合 金 耐蚀性差是镁作为结构材 料的应 用潜力与现 实 之 间依然存在 巨大反差 的重 要原 因 [ “ 一 川 . 在实际 应用 中 , 镁及镁 合金 不 可避 免地 会与其 他金 属 部 件配 套使用而 发生 电偶腐蚀 , 镁 合金 作为阳 极而 腐蚀严重 , 但有关镁合金 电偶腐蚀规 律 、 机理 研 究 却少 见报导 . 大气是 镁合金 在 实际使用 中的主要 环境 , 大气环 境下镁 合金 的电偶腐蚀 研 究 对 促进 镁合金更广 泛的应用 是十分必要 的 . 本文研 究了 A z g I D , A M 5 0 , A M 6 0 三 种镁 合金 分 别与 Q2 3 5 碳钢 、 3 16 L 不锈钢 、 H 6 2 黄铜 、 L Y 12 铝 合金 4 种 材料组 成电偶对 在青岛和武汉 大气暴晒 实验场进 行周期分别为 3 , 6 , 巧 , 2 0 , 2 7 个月 的大气腐蚀 行 为及规律 , 研究 不 同镁合金 与其他不 同金属 组 成 的电偶对 在不 同的大气环境中的电偶腐蚀规律 . 1 实验方法 1 · 1 实验材料 实验 所用 阳 极 材料分 别 为 A Zgl D , A M 50 , A M 60 镁合金 , 阴极 材料分别为 Q23 5 钢 、 3 16 I J 不 锈钢 、 H 6 2 黄铜 和 L Y 12 铝 合金 . 其 成分如表 1 所示 . 裹 1 实验用材料化学成分 aT bl e 1 OC m侧活 i t i o l o f t h e tes t am t e d a l s 材料 成分 (质量分数 ) / % A Z 9 1D A M 5 0 A M 6 0 3 16 L . S . S Q 2 3 5 L Y 1 2 AI 8 . 5 一 9 . 5 . M n o 一 7 一 0 . 4 . z n o . 4 5 一 0 . 9 , 5 1 0 . 0 5 ( arn x ) , e u o . 2 5 ( ma x ) , N i o . o o l ( m a x ) . F e o . o o 4 ( m ax ) . M g 余童 IA 4 . 4 一 5 . 4 . M n 0 . 2 6 一 0 . 6 , Z n 0 . 2 2 ( m a x ) , 5 1 0 . 10 , C u 0 . 10 , N i 0 . 0 0 2 , eF 0 . 0 04 , M g 余量 A I 5 . 5 一 6 . 5 , M n 0 . 2 4 一 0 . 6 , z n 0 . 2 2 ( m a x ) , 5 1 0 . 10 . e u o . l o , N i o . oo 2 . 凡 0 . 0 0 5 , M g 余量 C u 6 0 . 5 , P b 0 . 0 8 , F e 0 . 1 5 , S b 0 . 0 0 5 . B i 0 . 00 2 , P O . o l , Z n 余量 N i 1 2 . 4 5 , e : 17 . 6 1 . M o 2 . 2 9 , C O . o Z一 M n l . o s , 5 1 0 . 6 9 , p o . o 3 1 , 5 0 . 0 0 2 , F e 余量 C 0 . 1 , 5 1 0 . 2 , M n 0 . 3 7 , P 0 . 0 19 , 5 0 . 0 12 . F e 余量 e u 3 . 5 一 4 . 9 . M g 1 . 2 一 1 . 5 , M n 0 . 3 一 0 . 9 . F e o . 5 , 5 1 0 . 5 , 杂质 < 1 . 5 % , 月 余量 收稿 B 期 : 2 0 0 4 一 1 1 一 2 2 修回 B 期 : 2 0 0 5一3 一 1 1 荃金项 目 : 福特基金资助项 目( N O . 5 0 12 21 巧 ) 作者简介 : 张继 心 ( 1 9 80 一 ) , 男 . 硕 士研究生 ; 李久 青( 1 94 4一 ) . 男 , 教授 将所有试样按规定尺寸加工 , 然后除油 , 并用 砂 纸打磨至 80 # , 用酒 精棉擦净后 , 吹干 , 并准确 称量镁 合金试 样的 质量 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2006. 05. 031