[发明专利]一种评估镁合金电偶腐蚀后的剩余力学性能的方法

说明书

本发明属于金属材料腐蚀分析技术领域，特别涉及一种评估镁合金电偶腐蚀后的剩余力学性能的方法。通过在镁合金试样中连接异种金属形成“镁合金/异种金属”电偶对，进行电偶腐蚀，获得腐蚀前以及腐蚀不同周期镁合金材料的抗拉强度σ_b、屈服强度σ_0.2及延伸率δ的剩余值，以不同周期与所测定的不同剩余值绘制曲线，得出拟合公式，通过公式获得电偶在腐蚀周期内的力学性能变化。本发明方法简单易掌握，可操作性强，填补了镁合金发生电偶腐蚀后研究其剩余力学性方法的空白，具有重要的实际应用意义。

技术领域

本发明属于金属材料腐蚀分析技术领域，特别涉及一种评估镁合金电偶腐蚀后的剩余力学性能的方法。

背景技术

镁合金作为最轻的金属结构材料，具有比强度和比刚度高、阻尼减震性好等优点，在航空航天、国防军工、汽车、电子产品等领域都具有重要的应用价值和广阔的市场前景。航空航天等领域对材料要求极高，而镁合金具有优异的力学强度和延展性能，可以满足严酷服役环境中结构件的使用要求。

镁合金在服役过程中，往往与其它异种金属材料接触在一起，共同构成零件的整体。镁在溶液中形成稳定的Mg²⁺，其标准电极电位为-2.37V，比Al、Ti、Zn、Ni、Cu、Fe等常用金属材料的标准电极电位均较负。因此，当镁合金与其他金属相接触后，在自然环境中，由于腐蚀电位不同，造成结构接触处的局部腐蚀，即接触电偶腐蚀。电位较低的镁合金作为阳极发生迅速溶解，使结构的整体性能降低，力学强度下降。影响镁合金电偶腐蚀的因素很多，如合金成分、阴极材料、实验时间、试样尺寸、实验环境等。尽管理论上镁合金电偶腐蚀可通过隔离与其它金属材料的直接接触来控制，但在实际工程应用过程中，直接接触是不可避免或必要的，有时尽管用绝缘隔离体或表面处理的方法也不能彻底消除镁合金的电偶腐蚀效应。

在实际应用过程中，大尺寸镁合金结构件通过与异种金属紧固件偶联，共同构成部件整体服役。由于不同材料间电位差的存在，“镁合金/异种金属”连接部位会发生电偶腐蚀镁合金发生电偶腐蚀后，不同服役周期的剩余力学寿命不同。因此，掌握典型服役环境中镁合金电偶腐蚀后的剩余力学性能的变化规律、腐蚀裂纹萌生及扩展方式、腐蚀机理和断裂失效机制等分析，加强腐蚀控制，从而避免因局部性能不合格使部件遭受到过早或意外的损坏，成为镁合金应用的关键。

目前，对于镁合金电偶腐蚀的研究仅局限在镁合金腐蚀的影响因素、电偶腐蚀失重、腐蚀形貌观察、电偶加速效应测试等，而缺少系统的针对镁合金发生电偶腐蚀后的剩余力学性能的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种评估镁合金电偶腐蚀后的剩余力学性能的方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种评估镁合金电偶腐蚀后的剩余力学性能的方法，通过在镁合金试样中连接异种金属形成“镁合金/异种金属”电偶对，进行电偶腐蚀，获得腐蚀前以及腐蚀不同周期镁合金材料的抗拉强度σ_b、屈服强度σ_0.2及延伸率δ的剩余值，以不同周期与所测定的不同剩余值绘制曲线，以Origin软件得出拟合公式，通过公式获得电偶在腐蚀周期内的力学性能变化。

所述镁合金/异种金属电偶对为将镁合金板式拉伸试样通过其上开设的圆孔与异种金属连接使其两者完全接触；根据“镁合金/异种金属”电偶对的阴阳极面积比，合理调整异种金属螺杆面和螺帽的尺寸。

所述异种金属为铝、钛、锌、铜金属及其合金。

所述电偶腐蚀为将电偶对浸没在模拟海洋腐蚀环境的3.5％NaCl溶液中，腐蚀不同周期后将试样取出，电偶腐蚀试验结束后，取出镁合金板式拉伸试样，将试样浸入腐蚀产物去除液中，取出后迅速依次去离子水和乙醇冲洗，清理镁合金表面的腐蚀产物；其中，腐蚀产物去除液为200g/LCrO₃和10g/LAgNO₃的混合液。