哈尔滨工业大学硕士学位论文
摘要
镁合金由于密度低，比强度高，镁合金在汽车领域应用，Mg-Al-Mn(AM)
系列合金冲击韧性高，在汽车应用领域有较好的前景，同时板材有利于后续成
型，更符合应用需要。然而镁合金的抗腐蚀性能极差限制了其应用，因此常通
过合金化，表面处理等手段保证力学性能的同时来提高镁合金耐蚀性。Al作为
最常添加金属，其对板材腐蚀性能影响有待研究。
本文以Mg-xAl-0.4Mn(AM,x=1,3,5,7wt%)合金轧制板材为研究对象，分别
进行表面处理（激光冲击）以及合金化得到Mg-Al-Ca-Mn-Zn（AXMZ）合金板
材，从而获得不同状态的AM系材料体系，本文系统的研究了Al元素含量变化
对合金组织以及腐蚀性能的影响，表征其腐蚀行为，建立“组织-腐蚀性能”的
关系，旨在获得具有高耐蚀性的镁合金。
首先制备了Al含量递增的AM合金板材，其晶粒尺寸以及织构强度相近，
但是其腐蚀性能随Al含量增加而显著提高，腐蚀电流密度显著下降，AM70合
金耐腐蚀性最佳（腐蚀速率0.5mm/y），虽然第二相含量随Al含量增加提高，
但是高Al含量使得表面膜层保护性提高。
在激光冲击（LSP）处理后，材料表面产生塑性变形，提高了AM50和AM70
的表面硬度，但是合金显微组织变化不大，其在表面产生压应力，引入大量位
错，使其对AM合金产生了不同的影响，低铝含量镁合金的腐蚀性能变差而对
高铝含量镁合金产生了积极作用，电化学测试表明了激光冲击可以钝化表面膜
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层，从而降低Cl的侵入，冲击能量为2J时的对腐蚀性能提升最佳。
选择耐蚀性能较高的AM50、AM70合金添加Ca和Zn元素之后，得到
AXMZ5101和AXMZ7101合金，腐蚀电流密度减小，在3.5wt.%NaCl溶液中浸
泡32天后AXMZ5101腐蚀速率0.18mm/y，而AXMZ7101腐蚀速率低至
0.03mm/y，其腐蚀速率低于报道的其他镁合金。通过长时间原位电化学阻抗谱
测试，AXMZ7101具有更加稳定表面膜，CT结果也显示，非基面相较于基面具
有更强的腐蚀倾向，可以获得耐腐蚀性高的镁合金。
关键词：镁合金；腐蚀行为；合金化；激光冲击
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哈尔滨工业大学硕士学位论文
Abstract
Duetoitslowdensityandhighspecificstrength,magnesiumalloysareusedin
theautomotiveindustry.TheMg-Al-Mn(AM)seriesalloyshavehighimpact
toughnessandhavegoodprospectsintheautomotiveapplicationfield.Atthesame
time,thesheetmetalisconducivetosubsequentforming,whichismoreinlinewith
applicationneeds.However,thepoorcorrosionresistanceofmagnesiumalloyslimits
theirapplication.Therefore,alloying,surfacetreatment,andothermethodsareoften
usedtoensuremechanicalpropertieswhileimprovingthecorrosionresistanceof
magnesiumalloys.Asthemostcommonlyaddedmetal,theimpactofAl