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第1章 镁及镁合金简介 1

1.1 镁资源 1

1.2 镁发展简要历程 2

1.3 镁及其合金的基本知识 4

1.3.1 纯镁 4

1.3.2 镁合金 4

1.4 镁合金的特性与应用 10

1.4.1 镁合金的性能 10

1.4.2 应用 11

1.4.3 镁在各领域的用量 17

1.5 镁合金腐蚀与防护研究的意义 18

参考文献 19

第2章 镁的腐蚀电化学 20

2.1 镁腐蚀的倾向 20

2.1.1 热力学倾向 20

2.1.2 电位-pH图 21

2.2 镁的表面膜 26

2.2.1 组成结构 26

2.2.2 稳定性与保护性 28

2.3 镁腐蚀基本现象 30

2.3.1 腐蚀电位 30

2.3.2 阴极极化与析氢 30

2.3.3 负差异效应与“阳极析氢” 32

2.3.4 表观价数与阳极效率 38

2.3.5 碱化 40

2.3.6 滞后效应 41

2.3.7 腐蚀形貌 42

2.4 镁的腐蚀机理 42

2.4.1 氢化镁促溶 43

2.4.2 单价镁离子过渡 45

2.4.3 表面膜破坏 46

2.4.4 溶解脱落 50

2.4.5 综合理论 51

参考文献 56

第3章 镁合金腐蚀破坏概述 57

3.1 腐蚀特点 57

3.1.1 一般腐蚀行为 57

3.1.2 自然腐蚀种类 64

3.2 不同镁合金的腐蚀 67

3.2.1 镁合金耐蚀性 67

3.2.2 AZ91 69

3.2.3 AM50，AM60 70

3.2.4 AS 70

3.2.5 ZA 71

3.2.6 AE 71

3.2.7 ZE，WE 72

3.2.8 MEZ 72

3.2.9 MgLi 74

3.3 不同环境中的自然腐蚀 75

3.3.1 水中的腐蚀 75

3.3.2 大气腐蚀 76

3.3.3 土壤腐蚀 83

3.4 特殊环境中的自然腐蚀 85

3.4.1 冷却液中的腐蚀 85

3.4.2 人体模拟液中的腐蚀 88

参考文献 92

第4章 镁合金自然腐蚀的电化学原理 94

4.1 镁合金的组成与微观结构 94

4.1.1 α基相 95

4.1.2 第二相 95

4.1.3 其他相 97

4.1.4 杂质与缺陷 97

4.2 腐蚀微电偶 98

4.2.1 成分不均匀 99

4.2.2 相分布 99

4.2.3 其他缺陷 99

4.2.4 局部腐蚀 99

4.3 基相的腐蚀 101

4.3.1 基相的稳定性 102

4.3.2 基相的腐蚀机理 104

4.3.3 基相的腐蚀行为 106

4.4 第二相的作用 110

4.4.1 电偶效应 110

4.4.2 阻挡作用 110

4.4.3 综合影响 112

4.5 杂质的作用 116

4.5.1 存在形式 116

4.5.2 腐蚀加速作用 117

4.5.3 杂质容许极限 118

4.5.4 可能的作用机理 119

4.6 其他相与缺陷的作用 120

参考文献 121

第5章 特定因素加速的腐蚀 122

5.1 电偶腐蚀 122

5.1.1 电偶腐蚀行为 123

5.1.2 电偶腐蚀倾向 123

5.1.3 电偶腐蚀电流的分布 124

5.1.4 电偶效应与负差异效应的协同作用 127

5.1.5 阴阳极材料的影响 129

5.1.6 阴阳极距离的影响 131

5.1.7 腐蚀产物的影响 133

5.1.8 电偶腐蚀的计算机模拟 136

5.1.9 镁基复合材料的电偶腐蚀 137

5.2 应力腐蚀 139

5.2.1 应力腐蚀行为 139

5.2.2 应力腐蚀过程分析 146

5.3 腐蚀疲劳 151

5.4 氧化 154

5.5 磨蚀 157

参考文献 158

第6章 镁合金腐蚀的影响因素 159

6.1 冶金因素 159

6.1.1 合金化元素的影响 159

6.1.2 杂质的影响 172

6.1.3 微观结构与相组成的影响 174

6.1.4 铸造缺陷 176

6.1.5 其他处理缺陷 179

6.2 环境因素的影响 179

6.2.1 水溶液 179

6.2.2 气体组分 189

6.2.3 有机介质 191

6.2.4 温度 191

6.2.5 受力 192

6.2.6 其他因素 193

参考文献 193

第7章 镁合金腐蚀的测量 196

7.1 腐蚀测量的重要性 196

7.2 常用的标准失重方法 197

7.2.1 盐雾实验 198

7.2.2 浸泡实验 198

7.2.3 腐蚀产物清除 199

7.3 电化学方法 200

7.3.1 极化曲线 200

7.3.2 交流阻抗 203

7.4 析氢测量法 209

7.4.1 原理 209

7.4.2 装置 211

7.4.3 可靠性与实用性 212

7.5 电偶电流测量 214

7.6 特殊测量方法 216

7.6.1 亮度测量法 216

7.6.2 溶液pH值显示法 218

7.6.3 滴定法 220

7.7 各种测量方法的比较 222

参考文献 223

第8章 镁合金腐蚀的防护策略与途径 225

8.1 镁合金快速腐蚀的原因 225

8.2 合理的应用设计 227

8.2.1 使用环境的设计 228

8.2.2 合适合金的选用 228

8.2.3 构件的设计 228

8.3 阴极保护抑制阳极过程 229

8.4 提高耐蚀性 230

8.4.1 惰性镁合金的可能性 230

8.4.2 自钝性镁合金的可行性 231

8.4.3 降低镁合金基相的腐蚀 231

8.5 表面防腐 232

8.5.1 镁合金表面层的调整 233

8.5.2 表面保护层 234

8.6 调整环境 235

8.7 弱化与消除加速腐蚀因素 235

参考文献 236

第9章 提高镁合金耐蚀性的方法 237

9.1 去除杂质的有害性 237

9.1.1 高纯化 238

9.1.2 杂质无害化 238

9.2 合金化 238

9.3 铸造 239

9.3.1 压力铸造 239

9.3.2 半凝固铸造 240

9.4 锻造、挤压 241

9.5 热处理 242

9.6 快速凝固 245

9.7 非晶化 249

9.8 微晶化和纳米化 250

9.9 气相沉积 251

9.10 溅射 253

参考文献 254

第10章 镁合金的腐蚀防护技术 255

10.1 环境调整 256

10.1.1 水分 256

10.1.2 pH值 257

10.1.3 介质成分 258

10.1.4 缓蚀剂 258

10.2 表面清洗 265

10.2.1 机械清理 265

10.2.2 化学清洗 266

10.3 表面调制 267

10.3.1 离子注入 267

10.3.2 激光表面处理 268

10.3.3 热扩散 269

10.3.4 其他 275

10.4 金属层 275

10.4.1 金属镀层 275

10.4.2 气相沉积 279

10.5 表面转化 281

10.5.1 化学转化 281

10.5.2 阳极氧化 285

10.5.3 其他 306

10.6 非金属涂覆层 307

10.6.1 有机涂层 307

10.6.2 其他 312

参考文献 312

第11章 防护技术的选择 314

11.1 镁合金特性的保持 314

11.2 与其他性能的兼容性 315

11.3 防腐的有效性 316

11.4 防腐措施的综合使用 317

11.5 成本、环保与健康 319

第12章 镁合金腐蚀与防护研究展望 321

12.1 对镁合金腐蚀特性的总结 321

12.1.1 腐蚀倾向 321

12.1.2 电化学驱动力 322

12.1.3 腐蚀阻力 323

12.1.4 活性阳极 324

12.1.5 氢去极化 324

12.1.6 表面碱化 325

12.1.7 复杂的相因素 325

12.1.8 知之甚少的环境因素 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 特殊应用中的腐蚀与防护 329

12.2.4 腐蚀与防护的基础研究 331

12.2.5 防腐表面技术的发展 331

附录 332

附表1 商用纯镁的品级与成分 332

附表2 商用镁-铝合金成分 334

附表3 商用镁-锂合金成分 343

附表4 不含铝的商用镁合金成分 344

附表5 典型镁合金的力学性能 354

附表6 镁合金杂质容许极限 357

附表7 压铸镁合金在标准盐雾条件（ASTM B-117）下10天的腐蚀情况 357

附表8 镁及其合金发生应力腐蚀开裂的体系与条件 357

附表9 镁在不同介质中的稳定性总结 361

附表10 镁合金在距海洋80ft处大气中的平均腐蚀速度 367

附表11 镁合金在距海洋800ft处大气中的平均腐蚀速度 369

附表12 常用的镁合金加速腐蚀与模拟腐蚀实验方法 371

附表13 常用的镁合金清洗与浸泡处理工艺条件与特点的比较 372

附表14 镁合金碱清洗溶液与工艺条件（一） 373

附表15 镁合金碱清洗溶液与工艺条件（二） 373

附表16 镁合金酸洗溶液与条件 373

附表17 镁合金常用化学转化处理特点 374

附表18 一些镁合金铬酸盐处理的专利 375

附图1 铬酸盐浸泡处理工艺流程 376

附图2 稀铬酸盐浸泡处理工艺流程 376

附图3 改性的铬酸盐浸泡处理工艺流程 377

附图4 重铬酸盐处理工艺流程 378

附图5 铬酐锰处理工艺流程 378

附图6 硝酸铁浸泡处理工艺流程 379

附图7 磷化处理工艺流程 380

附图8 Dow 9阳极化处理工艺流程 381

附表19 一些镁合金磷化处理的专利 382

附图9 Dow 17阳极化处理工艺流程 383

附图10 HAE阳极化处理工艺流程 384

附图11 Cr-22阳极化处理工艺流程 385

附表20 氢化处理工艺流程 385

附表21 商用镁合金阳极化工艺 386

附表22 一些镁合金阳极化专利 387

附图12 镁合金上直接镀镍的工艺流程 389

附表23 镁合金上直接碱性镀镍的工艺流程 390

附图13 镁合金上浸锌镀铜的工艺流程 390

附表24 镁合金浸锌镀铜前酸浸处理槽液、温度与时间 390

附表25 镁合金浸锌镀铜前酸活化处理槽液、温度与时间 391

附表26 镁合金浸锌镀铜前碱活化处理槽液、温度与时间 391

附表27 镁合金浸锌处理的槽液、温度与时间 391

参考文献 391