多向锻造Fe-Mn-Si系记忆合金耐腐蚀性能的研究

多向锻造Fe-Mn-Si系记忆合金耐腐蚀性能的研究

左亚军

（华南信息公司611830）

摘要：Fe基形状记忆合金作为一种具有驱动功能和感知的材料，具有重要的实际应用价值和理论研究意义，自发现Fe基形状记忆合金以来，一直受到学术界和工程界的广泛关注和重视。本文以提高Fe-Mn-Si合金记忆效应为出发点，研究了多向锻造对合金记忆效应的影响规律，这在理论上和实际应用上都有着非常重要的价值。

多向锻造由于对合金的晶粒细化所以他的抗腐蚀性能也具有很大的影响，在酸性环境下，抗腐蚀性能越来越强，在碱性环境下越来越弱。随着道次的增加酸性环境下是递增，碱性环境下是递减。

关键词：Fe-Mn-Si系形状记忆合金；多向锻造；ε-马氏体；耐腐蚀性能

合金的耐腐蚀性能测试

对原始铸态下的不同道次的合金进行电化学腐蚀，腐蚀液是HCL和NaOH含量为百分之五。并作出极化曲线和阻抗曲线分析抗腐蚀性能。

实验步骤：

1）材料预处理：用金相砂纸将材料要研究的表面进行打磨至镜面光亮。

2）用长约十厘米的铜线，通过使用电烙铁将铜线和材料焊接在一起，焊接面要进行打磨，磨出氧化皮，然后将材料和铜线焊接在一起。

3）对式样进行封蜡。把蜡烛融化掉，用一直毛笔将融化掉的石蜡涂抹在材料四周（除开需要腐蚀的面）。若有多余的蜡用小刀刮平研究表明。

4）等到封好的蜡重新凝固，打开电化学腐蚀仪器进行试验，先做出阻抗图再测做出极化曲线。

实验结果

实验通过对原始铸态和锻造道次的比较，观察合金在不同道次下的耐腐蚀性能的比较结果如下：

图3.7在5%的酸性腐蚀剂HCl下的极化曲线

图3.8在5%的碱性腐蚀剂NaOH溶液下的极化曲线

上图分别为原始铸态在没有锻造和锻造1、2、3次的极化曲线。图3.7是在酸性腐蚀剂浓度为5%HCl下的极化曲线，图3.8是在碱性腐蚀剂浓度为5%NaOH下的极化曲线。从图中可以看出在酸性腐蚀剂下，合金随着锻造道次的增加抗腐蚀性能越来越强，而在碱性腐蚀剂下，合金随着锻造道次的增加而越来越弱。为了更为有利的证明下面引进阻抗图。阻抗电路图如下图所示：

图3.9阻抗等效电路图

图3.10在5%的酸性腐蚀剂HCl下的不同锻造道次的阻抗图

图3.11在5%的碱性腐蚀剂NaOH溶液下的不同锻造道次的阻抗图

阻抗腐蚀剂分别是为5%的酸性腐蚀剂和碱性腐蚀剂，从图3.10中四图可以看出半径越来越大，说明在酸性腐蚀剂的条件下抗腐蚀性能越来越强。从3.11四图可以看出半径越来越小，说明在碱性条件下合金的抗腐蚀性能越来越弱。

影响合金耐腐蚀性能的原因是多方面的，但就本文所研究的对象来说，主要有两个方面，一是晶界;二是介质中是否存在很容易被基体吸附生成易溶化合物的离子，同时这种离子是否穿透氧化膜。在NaOH溶液中，不存在易被基体吸附的离子，所以起主要作用的仍然是晶界，多向锻造后，晶粒显著细化，增加了晶界，所以耐腐蚀性能会降低;在HCl溶液中，存在很容易被基体吸附的Cl-，Cl-存在会加速合金点蚀的萌生，即Cl-吸附可以破坏表面膜,晶粒大大细化后，晶界增多，晶体缺陷增多，可供膜形核的位置增多，在其表面形成的钝化膜更致密，以至于半径很小的Cl-也不易穿透膜层到达金属表面，这样可溶性的氯化物不易生成，从而提高合金的耐腐蚀性能。而对于原始铸态试样，氧化膜相对疏松，Cl-相对容易穿透氧化膜，吸附在基体上形成可溶性的氯化物，从而导致耐腐蚀性能的降低，而晶界的多少对合金耐腐蚀性能的影响不再占据主导作用。