挤压温度对AZ31镁合金电化学性能和腐蚀形貌的影响

采用平面分流模具热挤压成型制备了内部镶嵌钢芯的AZ31镁合金牺牲阳极,研究了挤压温度对其成形性能、显微组织、电化学性能以及在模拟土壤环境(饱和CaSO4-Mg(OH)2溶液)中腐蚀形貌的影响。结果表明:当挤压比为12,挤压温度为320~410℃时,AZ31镁合金阳极表面成形良好;晶粒尺寸随着挤压温度的升高先减小后增大,最小晶粒尺寸达到12.2μm;随着挤压温度的升高,镁合金电流效率和开路电位均先增大后减小,而表面腐蚀程度先减轻后加深,当温度为380℃时,电流效率和开路电位达到最大,分别为63.93%,-1.586V,此时表面点蚀孔数量最少,腐蚀程度最轻。     

Na_2MoO_4对AZ61镁合金电化学行为的影响

为提高AZ61镁合金阳极的活化性能并抑制它的腐蚀,在MgSO4溶液中加入不同质量分数(0,0.5%,1.0%,2.0%,5.0%)的Na2MoO4配制电解液,研究了Na2MoO4对AZ61镁合金电化学行为的影响。结果表明:Na2MoO4能大幅抑制AZ61镁合金的腐蚀,并提高其活化程度;当Na2MoO4的质量分数为2.0%时,AZ61镁合金的缓蚀率高达68.4%,且活化程度最高,在-1.25V时的电流密度高达18.5mA·cm-2,开路电位和活化电位的负移程度均最大,分别为-1.39V和-1.37V;缓蚀剂Na2MoO4的缓蚀机理属于阳极抑制型缓蚀。     

AZ61镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为研究

镁合金因其良好的性能得到广泛的应用,但其较差的耐蚀性限制了其应用范围.从AZ61镁合金在NaCl溶液中的腐蚀形貌和腐蚀速率着手,研究了腐蚀时间和NaCl浓度对AZ61镁合金腐蚀行为的影响.实验表明,随着腐蚀时间的延长,AZ61镁合金的腐蚀速率减小.随着氯化钠浓度的增加,相同时间内AZ61镁合金的腐蚀速率增加,腐蚀程度加重.这主要是由于溶液中的Cl-破坏镁合金表面形成的保护膜,高的Cl-浓度加速镁合金腐蚀的缘故.     

磁场对船用镁合金在模拟海水中的研究

为了研究磁场对船用镁合金在海水中腐蚀及极化行为的影响,采用恒电位极化测试和动电位极化测试对AZ31B在模拟海水中的电流密度和自腐蚀电位进行了研究。结果表明:加入磁场后,可以改变AZ31B镁合金自腐蚀状态,降低了电流密度,提高了材料的耐腐蚀性。     

基于镁合金微弧氧化膜层的腐蚀实验研究

本文主要通过微弧氧化工艺优化了AZ31B镁合金的腐蚀性能。在硅酸盐电解液里边,通过改变微弧氧化频率、占空比、电流密度、微弧氧化时间做了四因素三水平的正交实验,发现当频率为1000Hz、占空比为20%、电流密度为1.2A、时间为10min时,膜层自腐蚀电位最低。相较于镁合金基体,自腐蚀电位增加了522mV,极大的降低了镁合金自发性腐蚀的倾向性,因此提高了AZ31B镁合金的耐蚀性。     

压铸镁合金AZ91D在不同溶液中腐蚀行为的研究

着重研究了压铸镁合金AZ91D在浓度为0.6 mol/L的NaCl、NaNO3、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2、MgSO4、Na2SO4等不同溶液及雨水中的腐蚀行为.采用失重法研究腐蚀速率,用金相显微镜和SEM观察表面形貌,用XRD分析腐蚀后相组成,得到了不同离子对失重率、腐蚀速率以及腐蚀产物和表面形貌的影响,对研究镁合金的腐蚀行为有着重要的意义.     

激光冲击AZ31镁合金的腐蚀疲劳特性研究

为探究激光冲击对AZ31镁合金腐蚀疲劳性能的影响,采用钕玻璃激光器激光冲击处理AZ31镁合金表面,采用透射电子显微镜观察激光冲击后镁合金表层的微观组织,分别在3.5%(wt)氯化钠溶液和空气中测试其三点弯曲腐蚀疲劳性能。微观组织表明激光冲击波导致镁合金表面层产生超高应变速率塑性变形,晶粒内部存在与孪晶相互交叉、相互缠结的高密度位错而导致晶粒细化;腐蚀疲劳曲线表明激光冲击试样疲劳寿命高于冲击前试样,在空气中疲劳寿命提高约38.25%,在溶液中疲劳寿命提高约183.47%,激光冲击AZ31镁合金所产生的微观组织和残余应力是降低其裂纹扩展速率的主要因素。     

ZM5-0.1%RE阻燃镁合金表面氧化膜的结构及阻燃机理

为提高镁合金的起燃温度,在ZM5镁合金中添加了质量分数为0.1%的混合稀土(RE),对该合金表面进行了EDS、SEM和XRD分析.结果表明:在高温熔炼时合金表面生成了一层由RE2O3、MgO、Al2O3、Mg17Al12组成的厚度为2.5～3.μm的致密氧化膜;氧化膜最外表面没有稀土,而在基体和最外表面层之间混合稀土含量很高,质量分数为26.39%;稀土比镁更易氧化,致密的氧化膜抑制了基体镁合金的进一步氧化.     

激光喷丸对AZ31B镁合金电化学性能的影响

采用波长为1 064nm、半高峰宽为15ns、光斑大小为Φ3mm、脉冲能量为10J、频率为5Hz的激光对AZ31B镁合金薄板进行表面喷丸处理。采用显微镜和透射电镜观测激光冲击前后的微观结构。结果表明:激光喷丸之后,在AZ31B镁合金表面制得晶粒大小在24nm左右的纳米晶;试样表面粗糙度从2.36μm降为1.14μm;试样腐蚀电位增大了51mV,腐蚀电流减少了92.1%。激光喷丸处理后AZ31B镁合金抗腐蚀能力的提高归因于激光喷丸诱导的晶粒细化和表面粗糙度的下降。     

AZ31B镁合金表面激光合金化Al-SiC涂层制备及其性能研究

针对镁合金表面耐磨性差,采用预置粉末法对AZ31B表面进行激光合金化Al-SiC粉末实验。使用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、摩擦磨损试验机、显微硬度计对合金化涂层的微结构、相组成及性能进行了分析研究。结果表明,强化层与基体呈冶金结合、组织均匀致密;合金化层主要由Mg17Al12、SiC、Mg2Si、Al4C5、Al2O3等相组成。涂层的显微硬度、耐磨损性能都明显高于基体。     

铝合金与镁合金直流双脉冲MIG焊接头组织与性能研究

以ER4043焊丝为填充金属,对5 mm厚的7020铝合金和AZ31B镁合金的直流双脉冲MIG焊接头进行组织成分和力学性能分析。结果表明,在合适的焊接参数下,焊缝近镁侧熔合区存在柱状晶和200μm左右的铝镁金属间化合物层,其主要成分为β(Al3Mg2)和γ(Al12Mg17)。拉伸试样断裂发生在近镁侧熔合区,呈现脆性断裂的特征,焊缝显微硬度值波动较大,在近镁侧熔合线处达到最大值,铝镁金属间化合物层的存在严重降低了接头力学性能,平均拉伸强度只有16.4 MPa。     

AZ31B镁合金/6061铝合金异质金属连接件整体微弧氧化膜的制备及其结构

对AZ31B镁合金和6061铝合金异质金属铆接件进行了微弧氧化,研究了不同时间微弧氧化膜的微观形貌、物相组成、电化学性能、硬度等,对比分析了微弧氧化过程中镁合金、铝合金表面氧化膜的形成过程。结果表明:经过10min的微弧氧化后,该连接件整体被氧化膜包裹,氧化膜与2种合金基体均紧密连接,且均由致密层和疏松层组成;镁合金表面氧化膜主要由MgO、少量硅酸盐和氟化物组成,而铝合金表面氧化膜主要由Al_2O_3及少量硅酸盐组成;微弧氧化提高了连接件中镁合金、铝合金的腐蚀电位,降低了二者的腐蚀电位差,有效缓解了电偶腐蚀的发生。     

镁和钛异种金属冷金属过渡焊接接头微观组织及力学性能的分析

采用冷金属过渡焊接技术,对AZ31B镁合金、工业纯钛TA2异种金属熔钎焊焊接性进行探索研究,从焊接接头的微观组织、元素分布状况研究其连接机理。结果表明:冷金属过渡焊接技术是一种适用于镁、钛异种金属连接的有效方法。通过在过渡区和结合面形成新相可以实现镁、钛的有效连接。焊接接头的焊缝区主要由镁的固溶体?-Mg,骨架状的镁铝金属间化合物Mg17Al12,以及颗粒状分布的Mg17Al(Zn)12组成。镁钛结合面主要靠钛和铝的金属间化合物Ti3Al,以及镁铝金属间化合物Mg17Al12和Mg17Zn12连接。同时,焊接过程中Ti原子以及Al原子的扩散对其结合也有一定的影响。因此,焊接过程中必须保证足够的热输入量,以确保钛母材的熔化及钛、铝原子的扩散,从而提高其结合强度。     

镁合金表面再制造AlCoTi非晶涂层组织及力学性能研究

采用高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金表面制备了高非晶含量AlCoTi涂层,研究了涂层显微组织、力学性能、摩擦磨损及电化学腐蚀性能。结果表明,涂层呈典型的层状结构,其结构紧凑,与镁合金基体结合良好,孔隙率约为1.63%。涂层的组织主要由非晶相、纳米结构的α-Al和Al3Ti相组成。相比于AZ91镁合金,AlCoTi非晶涂层具有更高的显微硬度和耐磨性能：涂层的显微硬度约为511.3Hv0.1,远高于AZ91镁合金(62Hv0.1);在相同的磨损条件下,非晶涂层相对耐磨性约为晶体结构AZ91镁合金的3.9倍,其主要磨损机制为脆性剥落。在0.6 mol/L NaCl溶液中,非晶涂层自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电荷转移电阻分别为-0.696V、0.741 8μA/cm²和33 660?·cm²,明显优于AZ91镁合金的-1.392V、769.3μA/cm²和1 914?·cm²。通过对镁合金表面不同防护涂层的电化学腐蚀性能和显微硬度比较分析,本研究为镁合金提供一种低成本、高性能的涂层材料及再制造关键技术。     

镁合金变极性等离子弧焊接头的微观组织分析

采用变极性等离子弧焊接实现了AZ31B变形镁合金板材的优质连接,焊后利用光学显微镜、电子探针 (EPMA)和X射线衍射(XRD)仪对焊接接头的微观组织、元素分布以及相组成进行了分析。结果表明,镁合金变极性等离子弧焊接头中没有明显的热影响区存在,接头成形好,焊缝组织均匀,晶粒细小;接头中主要的合金元素 Al、Zn在焊缝中分布均匀,没有发现区域偏析;接头中没有发现明显的Mg17Al12或其他杂质相的存在;由于焊接过程中存在着镁的蒸发、烧损,导致接头硬度值在沿焊缝的横向和纵向两个方向上都稍有变化。变极性等离子弧焊方法能够改善镁合金焊接接头组织并提高接头的性能,是一种理想的提高镁合金焊接质量的方法。     

电解液中Na2CO3/C6H12O6对AZ31镁合金阳极氧化膜结构与耐腐蚀性能的影响

在添加不同含量Na2CO3和C6H12O6的NaOH-Na2SiO3-Na2B4O7基础电解液中,对AZ31镁合金进行直流阳极氧化处理,研究了镁合金阳极氧化膜的微观结构以及在中性盐雾中的耐腐蚀性能。结果表明:镁合金阳极氧化膜主要由MgO相和Mg2SiO4相组成;电解液中添加Na2CO3和C6H12O6后,阳极氧化膜表面微孔分布均匀且尺寸减小,阳极氧化膜厚度增加;当Na2CO3质量浓度由10g·L^-1增加到30g·L^-1时,微孔尺寸增大,氧化膜厚度减小;当C6H12O6质量浓度由5g·L^-1增加到15g·L^-1时,微孔尺寸减小,阳极氧化膜厚度增加;镁合金阳极氧化膜的主要腐蚀形式为点蚀,呈河流状花样分布;电解液中添加10g·L^-1 Na2CO3时,阳极氧化膜表面微孔最细小,孔径为1~3μm,阳极氧化膜厚度达16μm,阳极氧化膜具有较好的耐腐蚀性能。     

Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0.3Mn合金显微组织的影响

研究了Al5TiB对Mg-8Zn-4Al-0．3Mn铸造镁合金显微组织的影响。结果表明，Mg-8Zn-4Al-0．3Mn铸造镁合金的显微组织主要由Mg相、φ(Al2Mg5Zn2)相、τ(Mg32(Al，Zn)49)相组成。加入0．5％的Al5TiB可显著细化合金的铸态组织，晶粒大小由120～130μm减少到30～40μm。随着Al5TiB加入量的增加，合金的共晶α(Mg)相数量和合金的显微硬度均呈增加趋势。     

AZ31镁合金表面Al-Ti-TiB_2激光熔覆层的组织和性能

采用不同功率(2.5,3.0kW)的高能激光将质量比为1.0∶3.0∶0.5的铝、钛和TiB_2混合粉熔覆在AZ31镁合金表面,研究了该熔覆层的显微组织、物相组成、硬度和耐腐蚀性能。结果表明:在激光熔覆过程中,铝与钛反应生成了Al_3Ti相,与镁在激光功率2.5kW下反应生成Al0.56Mg0.44相,在激光功率3.0kW下生成Al12Mg17相,TiB_2仍保持原来的晶体结构;与激光功率2.5kW下的相比,激光功率3.0kW下熔覆层中的Al_3Ti相更细小,且熔覆层与镁合金基体之间形成了共晶层,呈现出更好的冶金结合;激光功率对熔覆层的硬度影响较小,熔覆层硬度均随距表面距离的增大先增后降;激光熔覆可以有效提高镁合金基体的耐腐蚀性能,在激光功率3.0kW下熔覆层的耐腐蚀性能优于激光功率2.5kW下的。     

SO_3~(2-)浓度对5052铝合金在交变电场、干湿交替条件下腐蚀行为的影响

采用pH为4.0的含氯腐蚀液及400kV·m~(-1)交变电场模拟工业输电环境,研究了SO_3~(2-)浓度(0.005,0.01,0.02,0.05,0.1mol·L~(-1))对5052铝合金在交变电场中干湿交替环境下腐蚀行为的影响。结果表明:随着SO_3~(2-)浓度增加,5052铝合金的腐蚀质量增加、自腐蚀电位、溶液电阻、电荷转移电阻先增大后减小,自腐蚀电流密度、腐蚀速率则先减小后增大;当SO_3~(2-)浓度为0.005～0.01mol·L~(-1)时,合金以点蚀为主,点蚀坑内开始出现成分为Al2O3、Al2O3·3H2O的龟裂状腐蚀产物;随SO_3~(2-)浓度继续增加,合金表面腐蚀坑减少,与基体结合紧密的龟裂状腐蚀产物增多;SO_3~(2-)浓度为0.02mol·L~(-1)时,合金腐蚀速率最小,腐蚀程度最低。     

镁合金表面的搅拌摩擦加工改性

采用搅拌摩擦加工技术通过加入Al_2O_3颗粒对AZ31镁舍金进行表面改性,研究了表面复合层的显微组织、力学性能及加工速度对显微组织的影响规律。结果表明:采用该技术可在合金表面成功制备出Al_2O_3/AZ31表面复合层,当搅拌头的旋转速度为1 500 r·min~(-1)、加工速度为23.5 mm·min~(-1)时,Al_2O_3颗粒均匀地分布在镁合金基体上,且与基体结合较好;Al_2O_3颗粒对再结晶晶粒的晶界起到钉扎作用,可显著细化晶粒;得到的表面复合层的显微硬度为55 HV,比母材硬度提高41%,细晶强化和颗粒强化对硬度的提高起着主要作用。