镁合金的金相腐蚀方式
合金的腐蚀方式通常有两种情况:一是在一般环境中的腐蚀,称“一般腐蚀”或“环境腐蚀”,也称“化学腐蚀”,二是在原电池环境下产生的“电化学腐蚀”。
暴露在干燥的空气中时镁合金表面会形成一层很薄的膜,这层膜在没水接触的情况下很稳定,此时就不会发生腐蚀现象。但在实际操作环境中可能会与水或水气接触,这时就会导致膜(表面)的颜色变深(从浅灰到深灰)。如果进一步暴露在液态水和空气中,就会继续跟空气中的CO2与H2O反应生成碳酸盐,使这层膜变厚。一般情况下这层膜足够稳定,具有一定的保护性,此时不需要作任何处理亦可使用。例如汽车自动(刹车)闸外壳,就不需要外加保护措施。
当使用高纯度AZ91D时,也不需要保护措施。即使车与路面溅起的水接触,也不需要保护,因为这层膜在中性、碱性(或一般条件下)比较稳定,具有保护作用。
但是,如果在设计上存在有水进入(或残留)的问题,或者在使用过程中遇到含盐的环境(如海水),就会形成一个微电池环境,产生较为严重的电化学腐蚀,包括在中性、碱性环境中都会产生类似的腐蚀。此时就需要一个良好的表面处理保护措施。
由上所知,电化学腐蚀是镁合金腐蚀的主要方式,在中性、碱性环境中,电化学腐蚀的原理如下:
其化学反应原理如下:
Mg-2e=Mg2+(阳极反应)
2H2O+2e=H2+OH-(阴极反应)
Mg2++2OH-=Mg(OH)2(腐蚀产物)
总反应为Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2
在上述反应中,镁作为阳极失去电子而腐蚀,在阴极释放电子产生氢气。通常情况下,阴极可能是外部与镁合金相接触的其它金属部件,也可能是合金元素或杂质元素,它们与镁合金基体形成原电池,诱发电极反应,产生电化学腐蚀。
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