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AZ31镁合金微区电偶腐蚀的数值研究
  • ISSN号:2095-9389
  • 期刊名称:《工程科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG172.2[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]北方工业大学机电工程学院,北京100144, [2]北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51271003);北京市人才强教深化骨干教师计划资助项目(PHR201008201)
中文摘要:

结合水平集函数方法及移动网格技术,利用有限元法模拟分析了离散型β相分布和连续型β相分布的AZ31镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为,通过解Nernst-Planck方程得到腐蚀过程中AZ31镁合金/NaCl界面的电势、氯离子及镁离子浓度分布,并通过扫描离子选择性电极实验验证了此模拟方法的可行性.模拟分析表明,当β相离散分布在a相周边时,在与β相相邻的a相区域腐蚀速率最快,形成腐蚀缩颈坑,坑内氯离子富集,进一步加速了a相的腐蚀,最终β相逐渐脱离合金进入溶液;当β相连续分布在a相周边时,a相不断被腐蚀,最终a相全部溶解而只剩β相,求解随即停止.扫描离子选择性电极实验结果表明此模拟模型可以对镁合金的电化学腐蚀进行较好预测和判断.

英文摘要:

In combination with a moving mesh technique and a level set function, the corrosion behavior of AZ31 magnesium alloy with a continuous β phase network and the discrete β phase around the a phase in a sodium chloride solution was investigated by finite element method. The distributions of potential and the concentrations of chloride ions and magnesium ions on the interface of magnesium/chloride solution during the corrosion progress were obtained by solving the Nernst-Planck function. The feasibility of this simulation method was validated with scanning ion-selective electrode experiments. Simulation results show that when the β phase is a discrete distribution around the a phase, the corrosion rate of the a phase adjacent to the β phase is the highest, a indented corrosion pit form at this place and chloride ions are enriched, which leads to the acceleration of the corrosion rate of the a phase. Finally, the β phase is removed from the alloy into the solution. However, when the β phase is a continuous distribution around the a phase, the solving process tends to be halted after the a phase is totally dissolved and only the continuous β phase is exposed to the chloride solution. Results of scanning ion-selective electrode experiments indicate that this simulation method can predict the electrochemical corrosion of magnesium alloys well.

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期刊信息
  • 《工程科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:北京科技大学
  • 主编:张欣欣
  • 地址:北京市海淀区学院路30号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:xuebaozr@ustb.edu.cn
  • 电话:010-62332875
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-9389
  • 国内统一刊号:ISSN:10-1297/TF
  • 邮发代号:82-303
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,全国高等学校自然科学学报系统优秀学报评比一等奖,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:392