腐蝕環境下鎂合金蠕變行為及機理

《腐蝕環境下鎂合金蠕變行為及機理》是依託吉林大學，由宋雨來擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：腐蝕環境下鎂合金蠕變行為及機理
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：宋雨來
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

腐蝕和應力協同作用下的蠕變破壞逐漸成為鎂合金材料使用過程中主要失效方式之一，給鎂合金材料的實際套用帶來了巨大的安全隱患。然而，對於鎂合金腐蝕蠕變基礎理論的研究十分匱乏，不利於鎂合金行業健康快速發展。本項目有效結合了腐蝕學、材料學、電化學及力學等多學科的研究方法和相關理論，研究鎂合金腐蝕和應力協同作用下，晶體空位濃度變化規律、位錯運動、晶界滑動和遷移及界面能變化規律，揭示鎂合金增塑理論； 闡明鎂合金點蝕行為對裂紋萌生促進機制，裂紋尖端腐蝕行為對裂紋擴展的加速機制，以及合金微觀組織在裂紋萌生和擴展中的作用及機理；建立鎂合金腐蝕行為和應力變形之間的相互作用關係；獲得腐蝕介質、腐蝕產物和極化作用等腐蝕因素對鎂合金腐蝕蠕變行為的影響規律和作用機制；揭示合金成分，微觀組織及微合金化元素在鎂合金腐蝕蠕變中的行為和作用機理。本項目的開展將為研發抗腐蝕蠕變鎂合金，拓展鎂合金套用領域提供理論及實驗支持。

結題摘要

腐蝕和應力協同作用下的蠕變破壞逐漸成為鎂合金材料使用過程中主要失效方式之一，給鎂合金材料的實際套用帶來了巨大的安全隱患。然而，對於鎂合金腐蝕蠕變基礎理論的研究十分匱乏，不利於鎂合金行業健康快速發展。 本項目有效結合了腐蝕學、材料學、電化學及力學等多學科的研究方法和相關理論，主要研究鎂合金腐蝕和應力協同作用下，鎂合金腐蝕蠕變行為和機理。力學研究表明：點蝕產生了應力集中，促進了裂紋的形成。裂紋尖端形成縫隙腐蝕，強化了腐蝕過程，同時腐蝕產物的膨脹也加快了裂紋擴展速度。裂紋沿晶界擴展最終形成解離斷裂。腐蝕電化學研究表明：應力作用下，鎂合金的陽極溶解速度增加，電位負移。同樣，陽極溶解也促進腐蝕蠕變速度增加。在腐蝕蠕變過程中，腐蝕產物對於腐蝕蠕變性能產生了正反兩種不同的作用：表面腐蝕產物膜能夠起到阻礙腐蝕過程，保護金屬不受腐蝕破壞的作用，從而提高腐蝕蠕變性能；但同時，裂紋中的腐蝕產物會促進腐蝕過程，加快裂紋擴展，降低腐蝕蠕變性能。另外，腐蝕介質對腐蝕蠕變速度具有明顯的影響。金屬學研究表明：AZ91鎂合金中的Al元素有利於提高腐蝕蠕變性能。細化AZ91鎂合金的晶粒顯著提高了鎂合金的腐蝕蠕變性能。稀土在鎂合金中形成的鎂稀土金屬間化合物能夠阻止裂紋的擴展，提高腐蝕蠕變性能。在腐蝕蠕變過程中，點蝕所導致的微裂紋是鎂合金塑性增加的主要原因。 本項目的開展將為研發抗腐蝕蠕變鎂合金，拓展鎂合金套用領域提供理論及實驗支持。