1镁合金
2试验方法
测试之前，每块试样均用500SiC砂纸打磨，并用丙酮、去离子水清洗并风干。采用盐雾、析氢、失重试验来测量试样的宏观腐蚀速度。盐雾试验采用标准ASTM B- 117，测试时间为48h.进行析氢试验时，氢气被收集在自制的倒置漏斗管中，连续收集8h，每2h记录1次数据。浸泡腐蚀失重速率为试样浸泡24h期间的平均值。
试样的微观组织形貌用电子探针( EPM A)观测，并用能量色散谱( EDS)分析主要组成相的化学成分。表面腐蚀形貌用FESEM观测，表面腐蚀产物的剖面元素分布采用AES测量。
测试所用的溶液为Mg ( OH)2饱和的3. 5% NaCl溶液，测试温度为25.
3结果与讨论
3. 1盐雾和浸泡腐蚀试验
可以看出，经过盐雾试验， ZM5表面大范围出现了严重的腐蚀坑， A Z91D表面发生少量的腐蚀点，而AR091表面几乎没有腐蚀。从可以看出，在M g( OH)2饱和的3. 5%NaCl溶液中， ZM 5的腐蚀速率最大， AZ91D合金的腐蚀速率明显小于ZM5合金，而A R091的腐蚀速率更比ZM 5合金小两个数量级，仅为AZ91D合金的1/ 3，显示出优良的耐蚀性。
关于析氢速率， ZM 5的析氢速率随浸泡时间的延长不断加剧，这说明表面膜层对合金的腐蚀没有什么阻碍作用。与之相反，AZ91D和AR091两种合金的析氢速率随浸泡时间的延长而持续下降，这说明这两种合金在浸泡过程中试样表面形成的腐蚀产物能抑制腐蚀进一步发展，但AZ91D表面的腐蚀产物膜对合金的保护效果不如AR091好，所以AZ91D合金的析氢速率大于AR091合金。ZM 5的析氢速率在所有时刻均大于AZ91D及AR091合金，其中A R091合金的析氢速率是最小的。这些结果与盐雾试验和失重试验是一致的。
从盐雾、失重及析氢等腐蚀试验结果中都可以看出AR091合金表现出良好的耐腐蚀性能，明显优于目前市售的ZM5和AZ91D.
3. 2微观组织结构
ZM5合金中含有粗大的半连续相晶粒，而且数量较多，这些粗大半连续的相在微电偶腐蚀中起阴极相的作用。EDS分析表明合金中还存在高Mn的M gAlM n相。由于ZM 5合金中有较高的Fe含量，因此MgAlM n相中也含有较高的Fe元素，而Fe是镁合金中最有害的杂质元素之一。一方面， Fe元素的存在可能使得MgAlM nFe相的电位升高，与合金中的相构成微电偶腐蚀，另一方面， Fe元素具有较低的析氢过电位，使得M gA lMnFe相也可能含有较低的析氢过电位，从而扮演有效的阴极。同时，杂质Fe在晶界的聚集更增强了晶界的阴极性，这些都使得ZM 5的析氢速率增加，导致合金耐蚀性较差。
但是相的阴极作用又跟相的大小和分布有关，细小的相阴极性作用减弱，而且由于AZ91D的Fe含量显著降低， Fe的强阴极作用就减弱，因此， AZ91D合金的腐蚀速率较ZM5合金的显著减小，表现出较好的耐腐蚀性能。
AR091合金中的相数量明显减少并细化，而且出现了许多针状的含RE和AEM元素的析出相。M. S. Dargusch等及O. Holta等研究表明含有RE的析出相(如A l 2 RE， Mg 12 Ce， Al 11 RE 3等)电位降低，具有与相更接近的电位和较弱的阴极性，这说明AR091中M gAlRE( AEM )相与相之间的电位差也减小了，微电偶腐蚀显著减少;另外，少量的被细化的相的阴极性也被进一步降低，这些原因使得AR091合金具有较AZ91D和ZM5合金好得多的耐腐蚀性能。
3. 3极化曲线
从极化曲线可以看出， AR091具有最小的腐蚀电流，而ZM5具有最大的腐蚀电流，这结果与上述的常规腐蚀实验一致。从图中还可以看出，三条曲线的阳极极化分支极为相似，而阴极极化分支差别较大，而且自腐蚀电流( i corr)随着自腐蚀电位( E cor r)的降低而减小，这说明AR091与ZM 5及AZ91D相比其阴极过程受到明显的抑制。是一些文献中报道的镁合金中常见的析出相的电极电位。可以看出，相对于相，相( M g 17 Al 12)具有较正的电位，而含Fe相的电位更正， M gA lRE相通常比相负，与相的电位更接近。因此含Fe相是强阴极性的，使得含Fe量高的ZM5合金的腐蚀速率相当大，相在ZM 5合金的腐蚀中也起了有效阴极的作用。AZ91D合金由于含Fe量显著降低，相也更为细小，因此其腐蚀性能得到了明显的改善。AR091合金由于有害的Fe元素含量也控制得较低， RE和AEM元素的加入又减少和细化了相，还形成许多弱阴极性的MgAlRE和M gAlREAEM的析出相，进一步抑制了杂质元素Fe的有害作用，从而减弱微电偶腐蚀，对抑制合金的阴极过程具有明显作用，使得AR091具有优良的耐腐蚀性能。
3. 4腐蚀产物膜的表面形貌
AR091表面形成扁平状的腐蚀产物，其颗粒细小且较为致密，具有较好的保护性，能抑制基体金属的更进一步腐蚀。
3. 5腐蚀产物膜剖面元素分析
AR091合金表面的腐蚀产物是Mg、Al、RE及AEM的复合氧化物膜，具有稳定的较高的Al含量，而且还有RE及AEM元素，这种复合膜具有更好的保护性能，这FESEM观察到的腐蚀产物膜的表面形貌结果一致。
综合腐蚀产物膜的表面形貌及剖面元素分析，可以认为， RE和AEM元素的加入使得在合金表面生成具有更好防护性能的腐蚀产物膜，有效地阻碍了合金进一步腐蚀，从而提高合金的耐蚀性。
4结论
( 1)腐蚀试验表明，新研制的AR091合金具有优良的耐腐蚀性能，其腐蚀速度较ZM 5改进了两个数量级，较AZ91D优良近3倍。
( 2) AR091合金的微结构与AZ91D和ZM 5明显不同，加入RE和AEM元素减少和细化了相，出现许多细小扁平状的M gA lRE和M gAlREAEM的析出相，其电化学腐蚀的阴极过程受到强烈的抑制，腐蚀电流密度最小。
( 3) AR091合金表面复合氧化膜致密，含有稳定的较高的Al含量，还含有RE和AEM元素，具有更强的保护性。
总之，稀土元素与碱土金属元素的加入，一方面优化了合金的组织结构，抑制了阴极过程，另一方面使得合金表面生成具有保护作用的腐蚀产物膜，结果导致AR091合金具有优良的耐腐蚀性能。