La对镁/铝液固扩散连接界面组织及性能的影响

利用压铸工艺将液态镁和固态铝液.固复合是一种镁/铝异种材料焊接的新工艺。镁/铝异种活性金属液.固连接的难点首先是固态铝合金属表面存在一层氧化膜,阻碍镁/铝异种活性金属之间形成冶金结合,其次是镁/铝液固复合过程中无法避免地形成大量的金属间化合物,这些脆性相极大地破坏了界面的力学性能。对铝合金表面进行氧化膜去除工艺,并在此基础上,利用自制的液固双金属复合装置将液态镁镧中间合金与经过表面处理的固态铝合金进行液固复合。研究镁合金中的稀土La对镁铝液固扩散连接界面组织及性能的影响。结果表明:镁合金中加入稀土La后,镁铝扩散连接界面处的βMg变少、变细,铸态晶粒细化;大部分La与Al结合生成高熔点、高热稳定性的稀土相Al相;当镁合金中含有1%(质量分数)稀土La时,界面可达到最大的抗剪强度88.5MPa。     

Nd改性AZ91合金的显微组织和力学性能

稀土Nd加入AZ91合金中可生成Al-Nd相并细化合金晶粒.Nd含量影响合金中Al-Nd相的种类、形貌、大小和分布,从而改变合金的室温拉伸力学性能.当Nd含量为1.0%时,合金中析出的Al-Nd相主要为针状的Al11Nd3相;当Nd含量为到2.0%时,针状的Al11Nd3相已经比较少,块状的Al2Nd相为主要的Al-Nd相;当Nd含量为到2.5%时,析出的Al-Nd相几乎全部为块状的Al2Nd相.Nd含量由1.0%增加到2.0%时,合金的伸长率、抗拉强度和屈服强度分别增加 33%、14%和4%;Nd含量由1.0%增加到2.5%时,上述三者分别增加44%、18%和6%.     

Sn变质对AM60/6061液固复合界面组织和性能的影响

研究了铝合金表面处理及Sn对镁合金变质处理对AM60/6061液固复合界面组织性能的影响。结果表明,铝合金表面处理可以有效改善AM60/6061液固复合的润湿性,使镁、铝合金之间形成良好的冶金结合。Sn对镁合金变质处理,可以改善AM60/6061液固复合界面的组织。随着Sn添加量的增大,弥散分布的Mg2Sn相可以有效细化界面组织,复合界面剪切强度明显提高,最大剪切强度达到32.7 MPa。当Sn添加量过大时,界面剪切强度则会下降。     

T4与T6热处理对AM60-0.3Nd镁合金组织和力学性能的影响

通过对AM60-0.3Nd镁合金进行T4及T6热处理,研究了不同热处理工艺对合金组织和力学性能的影响。结果表明,AM60-0.3Nd镁合金经T4热处理后,晶粒尺寸由铸态时的90μm下降至20μm左右,铸态时沿晶界分布的网状β-Mg17 Al12相完全消失,Al-Nd中间化合物由点状、块状凝聚成球状,抗拉强度得到显著提高,达到262 MPa;经T6热处理后,晶粒尺寸由铸态时的90μm下降至30μm左右,β-Mg17Al12相重新析出而Al-Nd中间化合物的形态又转变为块状,硬度得到显著提高,达到75 HV。     

铝合金表面处理对AM60/A390液固扩散连接界面组织及性能的影响

利用压铸工艺将液态镁和固态铝液-固复合是镁/铝异种材料连接的新工艺,进行铝合金表面氧化膜去除工艺的研究,并在此基础上,利用自制的液固双金属复合装置将液态镁合金AM60与处理后的固态铝合金A390进行液固复合。研究铝合金表面处理对液态AM60/固态A390液固复合工艺的影响,分析研究复合试样界面的组织和性能。结果表明:采用铝合金表面处理工艺能有效地去除A390铝合金表面的氧化膜,同时在其表面形成一层含La2O3的包覆层。包覆层一方面可保护铝合金表面,避免再次被氧化;另一方面包覆层中的La2O3又可以改善液态AM60/固态A390复合界面的组织,提高界面结合强度。AM60/A390的液固复合界面的抗剪强度最高可达78.4 MPa。经过固溶处理之后,可将强度提高到84 MPa。     

镁合金刮擦钎焊的界面行为研究

以锌铝合金做钎料,用刮擦钎焊方法去除镁合金表面氧化膜;钎剂辅助润湿,在大气条件下实现对AZ31镁合金的钎焊连接。用电子探针对焊缝接头处的成分进行面扫描成像分析。结果表明,焊缝的主要成分为Mg、Al,主要组成相为a-Mg(Al,Zn)的固溶体和Mg12Al17化合物。界面处的Zn和Si两种元素完全扩散开,成均匀的点状,分布于a-Mg中形成固溶体。     

镁合金/不锈钢镶嵌铸造界面制备及界面扩散行为

采用热浸镀铝合金工艺在不锈钢上制备铝基隔离防护界面,再将含热浸镀铝合金层的不锈钢骨架与AZ91镁合金镶嵌铸造成形,并研究钢/铝界面和镁/铝/钢界面形貌、界面反应生长机理和界面元素扩散行为。结果表明,不锈钢骨架与热浸镀铝合金形成紧密冶金结合界面,界面生长由Al、Fe元素在化合物层上相互扩散反应控制;AZ91镁合金与浸镀铝不锈钢骨架形成良好的冶金结合,并形成了由Al、Mg金属在界面处熔化与扩散反应控制的复杂界面结构;镁合金与不锈钢之间未发生元素相互扩散,实现了镁合金与不锈钢之间的物理隔离效果。     

铝-镁合金磁脉冲焊接界面形貌研究

采用不同的焊接工艺参数对1060铝合金与AZ31镁合金进行磁脉冲焊接试验。结合铝-铝界面形貌,对比探讨磁脉冲铝-镁异种金属焊接接头界面波特征。通过SEM/EDS、纳米压痕试验,着重研究界面"熔化区"的产生机理、分布特点以及此区域的硬度变化。试验结果表明:界面呈不规则的波状结合方式,嵌入镁层的界面波远大于铝层;在"熔化区"会生成脆硬的第二相,此相分布在Al基一侧。通过调整适当的焊接工艺参数可避免此"熔化区"产生。     

测绘仪器用镁合金的表面喷涂处理

采用等离子喷涂工艺对测绘仪器用AZ31镁合金进行了表面喷涂处理,分析了用于涂层的纯铝粉和Al2O3粉的物相组成和表面形貌,对镁合金基材、纯铝涂层和Al/Al2O3复合涂层的耐磨性能进行了对比试验研究。结果表明,三种材料的耐磨性从高到低依次为Al/Al2O3复合涂层、纯铝涂层、镁合金基材。其中,镁合金基材的磨损失重量约为Al/Al2O3复合涂层的2.8倍。在测绘仪器表面喷涂Al/Al2O3复合涂层可以极大提高其耐磨损性能。     

铝稀土合金(Al-Nd)高能微弧火花合金化的研究

用高能微弧火花合金化设备将铝稀土(Al-Nd)电极合金熔化到AZ31镁合金上以提高其耐蚀性,用极化曲线测试和浸泡试验表征合金的耐蚀性,用金相显微镜和扫描电镜观察合金化层的显微结构,用X射线衍射进行物相分析.结果表明,使用高能微弧火花Al-Nd合金化后,由于晶粒细化、快速凝固和合金化层中富含Al和Nd,可显著提高AZ31镁合金的耐蚀性.     

AZ31镁合金铝涂层机械研磨振动热扩散研究

以AZ31镁合金热喷涂铝涂层为研究对象,用自制的振动热扩散装置,进行一定温度热扩散或在热扩散的同时进行振动机械研磨处理,研究比较了振动热扩散对镁合金热喷铝涂层的影响.采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察涂层表面、截面形貌,对涂层界面进行能谱分析,利用显微硬度计测量不同工艺下涂层与镁基体界面处硬度变化,利用X射线衍射分析涂层与基体界面处扩散区域相组成,用电化学工作站测得涂层极化曲线,通过盐水浸泡分析比较了不同工艺处理后镁合金的耐腐蚀性.结果表明:镁合金喷铝涂层经360～400℃保温2h热扩散或振动热扩散(机械研磨热扩散),在涂层与镁基体的界面处镁铝原子有不同程度的互扩散,并有镁铝Al12Mg17相生成,界面硬度有极大提高,振动热扩散使涂层明显致密化并形成连续析出相,能有效提高涂层的耐腐蚀性能.     

Mg-Al-Nd/Sr耐热镁合金的组织结构与蠕变性能

以Mg-6Al合金为基体,分别单一添加稀土Nd、Sr和复合添加稀土Nd和碱土Sr元素,采用水冷模工艺制备Mg-6Al-6Nd,Mg-6Al-2Sr和Mg-6Al-2Sr-2Nd耐热镁合金,并比较研究单一添加Nd或Sr和复合添加稀土Nd和碱土Sr对合金组织结构和蠕变性能的影响。结果表明:复合添加稀土Nd和碱土Sr后,合金中除了析出第二相Al2Nd、Al11Nd3和Al4Sr外,还析出Sr和Nd相互取代的Al4(Sr,Nd)和Al11(Nd,Sr)3复合相;在Mg-6Al-2Sr基础上添加2%Nd,不仅细化合金枝晶间距,还显著地提高第二相的分布密度,增强合金蠕变过程中位错与第二相交互作用,提高合金的蠕变性能。     

在AlCl_3的辅助下从LiCl-KCl-AlCl_3-Nd_2O_3熔盐中电解提取Nd

研究了753 K时Nd在W和Al电极上Li Cl-KCl-AlCl_3-Nd_2O_3体系中的电化学行为,同时研究了AlCl_3对Nd_2O_3的氯化作用,并直接以Nd_2O_3为原料,在W和Al电极上电解提取Nd,获得Al-Nd合金.在W电极上,Li Cl-KCl-Nd_2O_3体系中的循环伏安曲线中并未观察到Nd还原的信号.加入AlCl_3后,观察到Nd在预先沉积Al基体上欠电位沉积形成3种Al-Nd金属间化合物的电化学信号.在Al电极上Li Cl-KCl-AlCl_3-Nd_2O_3体系中观察到2种Al-Nd金属间化合物的形成信号.测量结果表明,AlCl_3能有效地氯化Nd_2O_3.在-2 A下,W电极上恒电流电解提取Nd,获得了Al-Nd合金,XRD分析结果表明,形成的合金含Al2Nd相.而在活性Al阴极上电解提取Nd,获得的Al-Nd合金含Al3Nd相.     

轻工机械用AZ31镁合金的表面处理工艺研究

采用等离子喷涂工艺对轻工机械用AZ31镁合金进行了表面喷涂处理,分析了纯Al和Al2O3粉的物相组成和表面形貌,并对基材、纯Al涂层和Al/Al2O3复合涂层的耐磨性能进行了对比分析。结果表明:三种材料的耐磨性从高到底依次为Al/Al2O3复合涂层纯Al涂层镁合金基材。其中,镁合金基材的失重量约为Al/Al2O3复合涂层的2.8倍。在轻工机械表面进行Al/Al2O3复合涂层的制备,可以极大提高基材的耐磨损性能。     

不同挤压比下Mg/Al双金属界面的微观组织与力学性能研究

利用正挤压将镁合金MB26和铝合金7075在不同挤压比下挤压成包覆棒材。重点研究了镁铝复合棒材在不同挤压比下的微观组织和力学性能。结果表明,挤压温度450℃时制备的Mg/Al复合棒材在不同挤压比的试样界面厚度不均,在170~2300μm,且在界面上能看到一些微孔;界面处的硬度值明显高于镁铝两基体的硬度值,高达256HV以上;随着挤压比的增加,镁铝结合界面的硬度增大,界面厚度增加,晶粒变得细小;在高温高压下,Mg/Al复合棒材在界面结合区发生了元素的扩散,进而在结合界面发生冶金反应:近铝侧生成Al_3Mg_2相,近镁侧生成Al_(12)M_(17)相。     

低温超音速火焰喷涂铝-微弧氧化复合膜的制备与性能研究

先采用低温超音速火焰喷涂技术在AZ91D镁合金表面沉积一层致密的Al涂层,再采用微弧氧化技术进行微弧氧化处理,进而获得复合涂层。对热喷涂铝涂层微弧氧化的成膜过程、氧化膜微观结构和成分、复合涂层的耐腐蚀性能等进行了研究,并与在2024铝合金及AZ91D镁合金表面的微弧氧化过程和氧化膜层进行了对比。结果表明:在Al涂层上微弧氧化形成的微弧氧化膜呈多孔珊瑚状,相结构主要为γ-Al2O3,没有微裂纹产生,其微弧氧化过程与2024铝合金的微弧氧化大致相同;复合涂层具有良好的抗盐雾腐蚀性能,可显著提高镁合金的耐蚀性。     

镁-钢异种金属MIG焊接头的显微组织与力学性能

采用熔化极惰性气体保护电弧焊方法(MIG)实现镁合金和低碳钢的连接,并研究焊接热循环特点和镁?钢对接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,在焊接过程中,接头的温度场分布是不均匀的。镁合金焊缝金属为细小的等轴晶结构。在镁/钢界面存在主要由AlFe、AlFe3和Mg(Fe,Al)2O4相组成的过渡层,这一过渡层是镁?钢接头的最薄弱环节。焊接线能量和焊缝Al含量对镁?钢接头的抗拉强度具有明显的影响。焊接线能量由1680 J/cm增至2093 J/cm,接头强度明显增加,这主要归因于镁/钢界面反应。增加焊缝Al含量至6.20%,镁?钢接头强度可达192 MPa,为AZ31镁合金母材强度的80%。因此,选择合适的焊接线能量和焊缝Al含量有利于改善镁?钢接头的抗拉强度。     

镁-钢异种金属MIG焊接头的显微组织与力学性能（英文）

采用熔化极惰性气体保护电弧焊方法(MIG)实现镁合金和低碳钢的连接,并研究焊接热循环特点和镁-钢对接接头的显微组织及力学性能。研究结果表明,在焊接过程中,接头的温度场分布是不均匀的。镁合金焊缝金属为细小的等轴晶结构。在镁/钢界面存在主要由AlFe、AlF_3和Mg(Fe,Al)_2O_4相组成的过渡层,这一过渡层是镁-钢接头的最薄弱环节。焊接线能量和焊缝Al含量对镁-钢接头的抗拉强度具有明显的影响。焊接线能量由1680J/cm增至2093J/cm,接头强度明显增加,这主要归因于镁/钢界面反应。增加焊缝Al含量至6.20%,镁-钢接头强度可达192 MPa,为AZ31镁合金母材强度的80%。因此,选择合适的焊接线能量和焊缝Al含量有利于改善镁-钢接头的抗拉强度。     

Zn作中间层的ZK60/5083二次真空扩散焊接头显微组织与力学性能

采用二次真空扩散焊的方法,以纯Zn箔作为中间层,实现了ZK60镁合金和5083铝合金的连接。采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对焊接接头界面显微组织、元素分布和断口特征进行观测和表征,并测试了接头的显微硬度和剪切强度。结果表明,接头界面区由镁锌共晶相MgZn_2层、残余锌层、铝基固溶体与锌基固溶体的混合物层和铝基固溶体层组成。由于Mg-Zn金属间化合物的生成及Zn原子扩散进入Al基体中产生强化作用使得焊接接头界面区的显微硬度明显高于两侧,呈现"双峰"趋势,接头的平均剪切强度为22.6 MPa,断裂发生在MgZn_2层与残余锌层界面处。     

合金上置熔渗法制备Al2O3/Al复合材料

采用合金上置熔渗法制备Al2O3/Al复合材料，观测组织结构和相组成，分析助渗工艺及气氛的作用。结果发现，破坏铝合金液表面氧化膜是浸渗进行的关键因素，在合金底面添加Al2（SO4）3粉末，高温下分解放出大量气体，可以冲破底面Al2O3膜，使浸渗得以进行。采用氮气气氛保护有利于获得组织致密、相间界面结合良好的复合材料。