腐蚀环境下镁合金蠕变行为及机理

腐蚀和应力协同作用下的蠕变破坏逐渐成为镁合金材料使用过程中主要失效方式之一，给镁合金材料的实际应用带来了巨大的安全隐患。然而，对于镁合金腐蚀蠕变基础理论的研究十分匮乏，不利于镁合金行业健康快速发展。本项目有效结合了腐蚀学、材料学、电化学及力学等多学科的研究方法和相关理论，研究镁合金腐蚀和应力协同作用下，晶体空位浓度变化规律、位错运动、晶界滑动和迁移及界面能变化规律，揭示镁合金增塑理论； 阐明镁合金点蚀行为对裂纹萌生促进机制，裂纹尖端腐蚀行为对裂纹扩展的加速机制，以及合金微观组织在裂纹萌生和扩展中的作用及机理；建立镁合金腐蚀行为和应力变形之间的相互作用关系；获得腐蚀介质、腐蚀产物和极化作用等腐蚀因素对镁合金腐蚀蠕变行为的影响规律和作用机制；揭示合金成分，微观组织及微合金化元素在镁合金腐蚀蠕变中的行为和作用机理。本项目的开展将为研发抗腐蚀蠕变镁合金，拓展镁合金应用领域提供理论及实验支持。

腐蚀和应力协同作用下的蠕变破坏逐渐成为镁合金材料使用过程中主要失效方式之一，给镁合金材料的实际应用带来了巨大的安全隐患。然而，对于镁合金腐蚀蠕变基础理论的研究十分匮乏，不利于镁合金行业健康快速发展。.本项目有效结合了腐蚀学、材料学、电化学及力学等多学科的研究方法和相关理论，主要研究镁合金腐蚀和应力协同作用下，镁合金腐蚀蠕变行为和机理。力学研究表明：点蚀产生了应力集中，促进了裂纹的形成。裂纹尖端形成缝隙腐蚀，强化了腐蚀过程，同时腐蚀产物的膨胀也加快了裂纹扩展速度。裂纹沿晶界扩展最终形成解离断裂。腐蚀电化学研究表明：应力作用下，镁合金的阳极溶解速度增加，电位负移。同样，阳极溶解也促进腐蚀蠕变速度增加。在腐蚀蠕变过程中，腐蚀产物对于腐蚀蠕变性能产生了正反两种不同的作用：表面腐蚀产物膜能够起到阻碍腐蚀过程，保护金属不受腐蚀破坏的作用，从而提高腐蚀蠕变性能；但同时，裂纹中的腐蚀产物会促进腐蚀过程，加快裂纹扩展，降低腐蚀蠕变性能。另外，腐蚀介质对腐蚀蠕变速度具有明显的影响。金属学研究表明：AZ91镁合金中的Al元素有利于提高腐蚀蠕变性能。细化AZ91镁合金的晶粒显著提高了镁合金的腐蚀蠕变性能。稀土在镁合金中形成的镁稀土金属间化合物能够阻止裂纹的扩展，提高腐蚀蠕变性能。在腐蚀蠕变过程中，点蚀所导致的微裂纹是镁合金塑性增加的主要原因。.本项目的开展将为研发抗腐蚀蠕变镁合金，拓展镁合金应用领域提供理论及实验支持。.