耐热镁合金Mg-14Gd-2.3Zn-Zr的高温氧化行为

研究了稀土耐热镁合金Mg-Gd-Zn-Zr在高温环境下的氧化行为，将Mg-14Gd-2.3Zn-Zr合金在200、300和440 ℃三组温度下进行恒温氧化实验，实验周期分别为20 h和50 min。采用X射线衍射仪、扫描电镜、扫描电镜能谱分析对镁合金表面氧化膜的微观形貌以及物相组成进行分析。研究结果显示，镁合金经高温氧化后，氧化膜的主要物相组成为MgO，且随着氧化温度的升高，合金表层Gd的含量逐渐增加。在440 ℃时，氧化膜内层中较为连续致密的Gd₂O₃薄膜阻止了合金中Mg²⁺的进一步消耗，从而提高了镁合金的抗氧化性能。  

(1) 随着恒温氧化温度的升高，镁合金表面氧化膜先发生局部破坏，合金基体内大量元素组分发生氧化。

(2) 合金在200 ℃氧化后的氧化膜主要由MgO组成，Gd₂O₃的含量较少，覆盖范围较小，合金表现出较差的抗氧化性能。

(3) 合金在300和440 ℃氧化后，氧化膜主要由外层MgO和内层Gd₂O₃组成；在440 ℃时，内层Gd₂O₃最为连续和致密，合金表现出最好的抗氧化性能。

镁合金在300 ℃氧化20 h后的表面与截面形貌和EDS谱

Surfaces morphologies (a, b), cross-sectional morphology (c) and EDS pattern (d) of the magne-sium alloys after oxidation at 300 ℃ for 20 h