鎂合金腐蝕與防護

全書在介紹鎂與鎂合金基礎知識的前提下，介紹了當前最全面的鎂腐蝕模型，較為系統地闡明瞭純鎂與鎂合金的腐蝕電化學原理，以及鎂合金的自然腐蝕與電偶腐蝕的根本原因。重點説明了鎂合金腐蝕防護的策略與途徑，列舉了在鎂合金防護中陽極氧化等表面技術，指出了選擇鎂合金防護技術中應遵從的幾項原則。 本書可供從事鎂合金生產和應用研究的技術人員閲讀，也可供腐蝕科學和防護技術領域的研究人員、高校師生參考。 ^[1] 

第1章鎂及鎂合金簡介1

1.1鎂資源1

1.2鎂發展簡要歷程2

1.3鎂及其合金的基本知識4

1.3.1純鎂4

1.3.2鎂合金4

1.4鎂合金的特性與應用10

1.4.1鎂合金的性能10

1.4.2應用11

1.4.3鎂在各領域的用量17

1.5鎂合金腐蝕與防護研究的意義18

參考文獻19

第2章鎂的腐蝕電化學20

2.1鎂腐蝕的傾向20

2.1.1熱力學傾向20

2.1.2電位pH圖21

2.2鎂的表面膜26

2.2.1組成結構26

2.2.2穩定性與保護性28

2.3鎂腐蝕基本現象30

2.3.1腐蝕電位30

2.3.2陰極極化與析氫30

2.3.3負差異效應與“陽極析氫”32

2.3.4表觀價數與陽極效率38

2.3.5鹼化40

2.3.6滯後效應41

2.3.7腐蝕形貌42

2.4鎂的腐蝕機理42

2.4.1氫化鎂促溶43

2.4.2單價鎂離子過渡45

2.4.3表面膜破壞46

2.4.4溶解脱落50

2.4.5綜合理論51

參考文獻56

第3章鎂合金腐蝕破壞概述57

3.1腐蝕特點57

3.1.1一般腐蝕行為57

3.1.2自然腐蝕種類64

3.2不同鎂合金的腐蝕67

3.2.1鎂合金耐蝕性67

3.2.2AZ9169

3.2.3AM50，AM6070

3.2.4AS70

3.2.5ZA71

3.2.6AE71

3.2.7ZE，WE72

3.2.8MEZ72

3.2.9MgLi74

3.3不同環境中的自然腐蝕75

3.3.1水中的腐蝕75

3.3.2大氣腐蝕76

3.3.3土壤腐蝕83

3.4特殊環境中的自然腐蝕85

3.4.1冷卻液中的腐蝕85

3.4.2人體模擬液中的腐蝕88

參考文獻92

第4章鎂合金自然腐蝕的電化學原理94

4.1鎂合金的組成與微觀結構94

4.1.1α基相95

4.1.2第二相95

4.1.3其他相97

4.1.4雜質與缺陷97

4.2腐蝕微電偶98

4.2.1成分不均勻99

4.2.2相分佈99

4.2.3其他缺陷99

4.2.4局部腐蝕99

4.3基相的腐蝕101

4.3.1基相的穩定性102

4.3.2基相的腐蝕機理104

4.3.3基相的腐蝕行為106

4.4第二相的作用110

4.4.1電偶效應110

4.4.2阻擋作用110

4.4.3綜合影響112

4.5雜質的作用116

4.5.1存在形式116

4.5.2腐蝕加速作用117

4.5.3雜質容許極限118

4.5.4可能的作用機理119

4.6其他相與缺陷的作用120

參考文獻121

第5章特定因素加速的腐蝕122

5.1電偶腐蝕122

5.1.1電偶腐蝕行為123

5.1.2電偶腐蝕傾向123

5.1.3電偶腐蝕電流的分佈124

5.1.4電偶效應與負差異效應的協同作用127

5.1.5陰陽極材料的影響129

5.1.6陰陽極距離的影響131

5.1.7腐蝕產物的影響133

5.1.8電偶腐蝕的計算機模擬136

5.1.9鎂基複合材料的電偶腐蝕137

5.2應力腐蝕139

5.2.1應力腐蝕行為139

5.2.2應力腐蝕過程分析146

5.3腐蝕疲勞151

5.4氧化154

5.5磨蝕157

參考文獻158

第6章鎂合金腐蝕的影響因素159

6.1冶金因素159

6.1.1合金化元素的影響159

6.1.2雜質的影響172

6.1.3微觀結構與相組成的影響174

6.1.4鑄造缺陷176

6.1.5其他處理缺陷179

6.2環境因素的影響179

6.2.1水溶液179

6.2.2氣體組分189

6.2.3有機介質191

6.2.4温度191

6.2.5受力192

6.2.6其他因素193

參考文獻193

第7章鎂合金腐蝕的測量196

7.1腐蝕測量的重要性196

7.2常用的標準失重方法197

7.2.1鹽霧實驗198

7.2.2浸泡實驗198

7.2.3腐蝕產物清除199

7.3電化學方法200

7.3.1極化曲線200

7.3.2交流阻抗203

7.4析氫測量法209

7.4.1原理209

7.4.2裝置211

7.4.3可靠性與實用性212

7.5電偶電流測量214

7.6特殊測量方法216

7.6.1亮度測量法216

7.6.2溶液pH值顯示法218

7.6.3滴定法220

7.7各種測量方法的比較222

參考文獻223

第8章鎂合金腐蝕的防護策略與途徑225

8.1鎂合金快速腐蝕的原因225

8.2合理的應用設計227

8.2.1使用環境的設計228

8.2.2合適合金的選用228

8.2.3構件的設計228

8.3陰極保護抑制陽極過程229

8.4提高耐蝕性230

8.4.1惰性鎂合金的可能性230

8.4.2自鈍性鎂合金的可行性231

8.4.3降低鎂合金基相的腐蝕231

8.5表面防腐232

8.5.1鎂合金表面層的調整233

8.5.2表面保護層234

8.6調整環境235

8.7弱化與消除加速腐蝕因素235

參考文獻236

第9章提高鎂合金耐蝕性的方法237

9.1去除雜質的有害性237

9.1.1高純化238

9.1.2雜質無害化238

9.2合金化238

9.3鑄造239

9.3.1壓力鑄造239

9.3.2半凝固鑄造240

9.4鍛造、擠壓241

9.5熱處理242

9.6快速凝固245

9.7非晶化249

9.8微晶化和納米化250

9.9氣相沉積251

9.10濺射253

參考文獻254

第10章鎂合金的腐蝕防護技術255

10.1環境調整256

10.1.1水分256

10.1.2pH值257

10.1.3介質成分258

10.1.4緩蝕劑258

10.2表面清洗265

10.2.1機械清理265

10.2.2化學清洗266

10.3表面調製267

10.3.1離子注入267

10.3.2激光表面處理268

10.3.3熱擴散269

10.3.4其他275

10.4金屬層275

10.4.1金屬鍍層275

10.4.2氣相沉積279

10.5表面轉化281

10.5.1化學轉化281

10.5.2陽極氧化285

10.5.3其他306

10.6非金屬塗覆層307

10.6.1有機塗層307

10.6.2其他312

參考文獻312

第11章防護技術的選擇314

11.1鎂合金特性的保持314

11.2與其他性能的兼容性315

11.3防腐的有效性316

11.4防腐措施的綜合使用317

11.5成本、環保與健康319

第12章鎂合金腐蝕與防護研究展望321

12.1對鎂合金腐蝕特性的總結321

12.1.1腐蝕傾向321

12.1.2電化學驅動力322

12.1.3腐蝕阻力323

12.1.4活性陽極324

12.1.5氫去極化324

12.1.6表面鹼化325

12.1.7複雜的相因素325

12.1.8知之甚少的環境因素326

12.2前景展望326

12.2.1重要性的提升327

12.2.2高效益低成本328

12.2.3特殊應用中的腐蝕與防護329

12.2.4腐蝕與防護的基礎研究331

12.2.5防腐表面技術的發展331

附錄332

附表1商用純鎂的品級與成分332

附表2商用鎂鋁合金成分334

附表3商用鎂鋰合金成分343

附表4不含鋁的商用鎂合金成分344

附表5典型鎂合金的力學性能354

附表6鎂合金雜質容許極限357

附表7壓鑄鎂合金在標準鹽霧條件(ASTMB117)下10天的腐蝕

情況357

附表8鎂及其合金發生應力腐蝕開裂的體系與條件357

附表9鎂在不同介質中的穩定性總結361

附表10鎂合金在距海洋80ft處大氣中的平均腐蝕速度367

附表11鎂合金在距海洋800ft處大氣中的平均腐蝕速度369

附表12常用的鎂合金加速腐蝕與模擬腐蝕實驗方法371

附表13常用的鎂合金清洗與浸泡處理工藝條件與特點的比較372

附表14鎂合金鹼清洗溶液與工藝條件（一）373

附表15鎂合金鹼清洗溶液與工藝條件（二）373

附表16鎂合金酸洗溶液與條件373

附表17鎂合金常用化學轉化處理特點374

附表18一些鎂合金鉻酸鹽處理的專利375

附圖1鉻酸鹽浸泡處理工藝流程376

附圖2稀鉻酸鹽浸泡處理工藝流程376

附圖3改性的鉻酸鹽浸泡處理工藝流程377

附圖4重鉻酸鹽處理工藝流程378

附圖5鉻酐錳處理工藝流程378

附圖6硝酸鐵浸泡處理工藝流程379

附圖7磷化處理工藝流程380

附圖8Dow9陽極化處理工藝流程381

附表19一些鎂合金磷化處理的專利382

附圖9Dow17陽極化處理工藝流程383

附圖10HAE陽極化處理工藝流程384

附圖11Cr22陽極化處理工藝流程385

附表20氫化處理工藝流程385

附表21商用鎂合金陽極化工藝386

附表22一些鎂合金陽極化專利387

附圖12鎂合金上直接鍍鎳的工藝流程389

附表23鎂合金上直接鹼性鍍鎳的工藝流程390

附圖13鎂合金上浸鋅鍍銅的工藝流程390

附表24鎂合金浸鋅鍍銅前酸浸處理槽液、温度與時間390

附表25鎂合金浸鋅鍍銅前酸活化處理槽液、温度與時間391

附表26鎂合金浸鋅鍍銅前鹼活化處理槽液、温度與時間391

附表27鎂合金浸鋅處理的槽液、温度與時間391

參考文獻391 ^[2]