AZ31镁合金盐浴渗铝改善耐蚀性机制分析

采用真空热扩散渗铝的方法对AZ31镁合金进行表面合金化处理,在不同参数下得到厚度不一的渗铝层,对渗层的显微组织、物相组成进行了分析,并分析了渗铝试样的耐腐蚀性能和显微硬度.绘制了AZ31镁合金基体以及经过400℃扩散渗铝4 h后的试样的极化曲线.结果表明,渗层主要由Mg₁₇Al₁₂,Mg₃Al₂和α-Mg等组成,渗层厚度随扩散温度提高而增加,400℃恒温热扩散4 h时,在基体表面获得了连续且均匀细密的渗铝层,显微硬度值从基体的53 HV提高到80~85 HV,同时,该方法使得镁合金的自腐蚀电位提高了约105 mV,而镁合金的自腐蚀电流密度降低了一个数量级,这表征着镁合金的耐蚀性能得到提高.     

Ce元素对固态扩渗铝AZ31镁合金的摩擦磨损特性的影响

采用纯Al粉、Al-Ce混合固体粉末分别对AZ31镁合金表面进行热扩散处理,扩散温度均为430℃,扩散时间均为8 h,得到热扩散渗层,并对得到的渗层进行表面硬度、显微组织形貌和摩擦磨损性能分析。结果表明:渗层组织致密、均匀、连续,纯Al粉渗层厚25μm,Al-Ce粉末共渗得到的渗层厚度达35μm,渗层都表现出明显的扩散、沉积的分布特征,同时纯Al粉热扩散渗层的表面布氏硬度为62.4 HB,Al-Ce粉末共渗得到的渗层表面布氏硬度达到68.8 HB,并且纯Al粉热扩散渗铝试样的磨损质量损失仅为基材的1/2,而Al-Ce粉末共渗试样的磨损质量损失还不到基材的1/2,可见Ce元素加入更有利于渗层的形成,可显著提高固态扩散渗铝AZ31镁合金的摩擦磨损特性。     

表面热扩散渗铝锌处理对AZ91D镁合金性能和组织的影响

为了改善镁合金的表面性能,通过对AZ91D镁合金进行表面热扩散渗铝锌混合粉末热处理,得到了AZ91D镁合金表面渗膜层.对AZ91D镁合金表面热处理后得到的渗膜层表面、断面形貌、结构组成、耐腐蚀性能、显微硬度等进行了探讨及试验研究,结果表明:在470℃、6h空冷条件下进行表面热扩散渗铝锌,获得的表面渗膜层比较均匀细致.渗膜层增强了镁合金基体耐腐蚀性能,显著提高了镁合金基体的防护性能,AZ91D镁合金热处理后具有较高的表面显微硬度,扩大了镁合金的使用范围.     

AZ91D镁合金表面扩渗铝锌膜层改性研究

采用Al、Zn固体混合粉末对AZ91D镁合金表面进行化学热扩散处理,在不同扩散温度下得到不同的热扩渗层,并对得到的渗层进行显微组织形貌、物相组成分析,并在3.5％NaCl溶液中对基体材料、扩渗试样进行了浸泡腐蚀实验.结果表明,在410、430和450℃恒温热扩散8h,扩渗层与基体材料表面之间能够形成组织均匀细密的渗层,但在不同扩渗温度形成的渗层结构不同.在410℃扩渗时,扩渗层由Mg-Al-Zn固溶体组成,随着扩渗温度的提高,扩渗层厚度增加,同时渗层开始有合金化合物生成,当扩渗温度为450℃时,则形成了稳定的表面合金层AlMg2Zn与Mg-Al-Zn固溶体层共同组成的扩渗层.同时浸泡腐蚀实验结果也表明,形成的扩渗层组织大幅度提高了AZ91D镁合金表面的耐腐蚀性.     

AZ91D镁合金表面真空扩散渗铝层结构及性能研究

采用真空固态扩散渗铝的方法,在420℃对AZ91D镁合金进行表面合金化改性处理.对渗铝层的组织结构、耐腐蚀性能、显微硬度等进行了研究,测量了该合金扩散渗铝前后试样的电化学腐蚀极化曲线.结果表明,真空固态扩散在AZ91D镁合金表面获得了均匀致密的渗铝层,渗铝层由表及里依次由Al3Mg2最外层,β-Mg17Al12次外层,以及以β-Mg17Al12为主的β-Mg17Al12+α-Mg两相组织内层构成,该渗铝层明显改善了AZ91D镁合金在质量分数5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能,并提高了材料的表面显微硬度(1600～1800 MPa).     

纯镁表面真空扩散渗铝层的组织和性能

采用真空扩散渗铝的方法,在445 ℃对纯镁进行了表面合金化改性处理.采用金相显微镜、XRD、EDS和显微硬度测试等方法对渗层进行了组织结构和显微硬度分析.结果表明,经表面合金化处理,在纯镁表面获得了均匀致密的渗铝层,渗层中有大量的金属间化合物β-Mg17Al12生成,渗层与基体之间为冶金结合,材料表层的显微硬度有很大提高.     

包埋渗剂Al含量对N80套管钢渗层组织和性能的影响

选用不同Al含量配比的渗铝剂,对N80套管钢进行包埋渗铝处理,形成渗铝层。阐述了包埋渗铝过程,并依次表征了不同Al含量渗剂所得渗铝层的金相组织、元素分布、物相组成和显微硬度。结果表明:采用不同Al含量的渗剂在950℃真空条件下可以在N80钢基体表面获得450～650μm厚度连续的渗铝层组织;渗铝层厚度随渗剂中Al含量增加而增厚;渗层组织从表面向基体方向Al含量呈梯度减少;渗剂中Al含量的不同引起渗层的物相变化,10%和20%Al含量的渗剂所得渗层组织为Fe3Al相,35%Al含量的渗剂所得渗层组织为FeAl相;不同Al含量渗剂下所得渗铝试样渗层组织的显微硬度均高于基体,从渗层表面向基体方向延伸,显微硬度逐渐降低趋于平缓。     

固态渗铝对AlCoCrFeNi高熵合金组织的影响

采用固态渗铝法在AlCoCrFeNi高熵合金表面制备了铝化物渗层。渗铝温度为900 ℃,时间为4 h。借助SEM、EDS、XRD和显微硬度计分析了渗层的显微组织、相组成和显微硬度。结果表明,铝化物渗层分为内外两层,基本无孔洞和裂纹,与基体结合良好。铝化物渗层的硬度达970 HV0.1,远高于基体。     

AM60 镁合金表面扩渗Zn-Al工艺研究

研究了粘结剂、温度、时间等因素对AM60镁合金表面扩渗Zn-Al质量的影响。结果表明：在表调等前处理条件下,采用硅溶胶作为粘结剂,Zn—Al粉比例1：1,温度450℃,扩渗时间8h,可得到由Mg—Zn—Al固溶体及金属间化合物组成的优良扩渗层,有效提高了AM60镁合金表面硬度和耐腐蚀性能。     

AZ91D镁合金表面低温扩散渗铝层的组织与性能

采用AlCl3-NaCl熔盐,在较低温度(380℃)下对AZ91D镁合金表面进行热扩散渗铝处理,制备一扩散合金层。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线能量色散仪、X射线衍射仪,对所得的扩散合金层的组织和结构进行分析;采用纳米压痕仪分析表面合金层的硬度;采用交流阻抗及极化曲线分析在3.5%(质量分数)NaCl溶液中进行熔盐冶金扩散处理前、后AZ91D镁合金的耐腐蚀性能。结果表明:AZ91D镁合金经熔盐冶金扩散处理后,在较低温度下,即可获得连续致密的表面合金层;合金层主要由外层的Mg2Al3与内层的Mg17Al12金属间化合物组成,该表面合金层的形成伴随着熔盐中置换反应及扩散过程的发生;合金层显著提高合金的表面硬度,并明显改善AZ91D镁合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐腐蚀性能。     

Al扩散涂层对AZ91D Mg合金耐腐蚀性能的影响

通过磁控溅射Al和真空退火的方法,在AZ91DMg合金表面得到Al扩散涂层.利用XRD衍射和SEM观察表征了表面层的相组成和形貌;利用动电位极化测试研究了原始的和经表面处理的AZ91D在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:经上述表面处理的合金表面层结构为Mg-Al金属间化合物,自腐蚀电位提高,腐蚀电流密度减小,耐腐蚀性能提高.     

热扩散对镁合金锌铝涂层界面组织和性能的影响

选用具有较低熔点的锌作过渡层,采用热喷涂工艺在AZ91D镁合金表面制备了锌铝涂层,并分析热扩散对锌铝涂层界面组织和性能的影响.研究表明:经热扩散处理后,涂层与基体界面处形成扩散熔合区,扩散熔合区由Mg-Zn-Al金属间化合物及其固溶体组成;由于扩散熔合区的形成,使涂层的显微硬度和耐磨性能均显著提高.     

Influence of substrate composition on the formation of phytic acid conversion coatings

In this paper, the formation and corrosion resistance of the phytic acid conversion coatings on Mg, Al, and AZ91D magnesium alloy were contrastively investigated using scanning electronic microscopy (SEM), Auger electron spectroscopy (AES), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), electronic probe microscopic analyzer (EPMA), electronic balance, and electrochemical methods. The influence of phytic acid conversion coating as a middle layer on the properties of the paint on magnesium alloys was also investigated. The results show that the formation process of the conversion coatings is evidently influenced by the compositions of the substrate. The coating on pure aluminum is thinner and compacter than that on pure magnesium and the coating formed on α phase in AZ91D magnesium alloy is thinner but denser than that on β phase. The phytic acid conversion coatings formed on Mg, Al, and AZ91D magnesium alloy can all increase their corrosion resistance. The active functional groups of hydroxyl and phosphate radical are rich in the conversion coatings, which can improve the bonding between the organic paint and magnesium alloy and then improve their corrosion resistance.     

AZ91D 镁合金表面 Ni-P / Ni-Sn-P 双镀层的制备与性能研究

目的提高AZ91D镁合金的耐腐蚀性能,扩大其应用范围。方法先在AZ91D镁合金表面化学镀Ni-P镀层,再化学镀Ni-Sn-P镀层,形成Ni-P/Ni-Sn-P双镀层。研究Ni-P/Ni-Sn-P双镀层的表面形貌和耐腐蚀性能,并与Ni-P单镀层进行对比。结果 Ni-P/Ni-Sn-P双镀层表面分布更均匀平整,缺陷较少,孔隙率较低,具有无定形结构。二次Ni-Sn-P镀层的腐蚀电位约为-0.77 V,略低于一次化学镀Ni-P层(约-0.68 V),两镀层间的电位差使得其构成了微腐蚀电偶,Ni-P层作为阴极,Ni-Sn-P层作为阳极,阳极优先被腐蚀。结论 Ni-P/Ni-Sn-P双镀层的Ni-Sn-P外层能为Ni-P内层提供阴极保护,较好地横向分散腐蚀电流,从而增强AZ91D镁合金基底的耐腐蚀性能。     

Electrodeposition of zinc on AZ91D magnesium alloy pre‐treated by stannate conversion coatings

A stannate chemical conversion process followed by an activation procedure was employed as the pre‐treatment process for AZ91D magnesium alloy substrate. Zn was electroplated onto the pre‐treated AZ91D magnesium alloy surface from pyrophosphate bath to improve the corrosion resistance and the solderability. The surface morphologies of conversion coating and zinc coating were examined with scanning electron microscope (SEM). The phase composition of conversion coating was investigated by X‐ray diffraction (XRD). The electrochemical corrosion behavior of the coatings in the corrosive solution was investigated by potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The experimental results showed that the activated stannate chemical conversion coating provided a suitable interface between zinc coating and the AZ91D magnesium alloy substrate. The corrosion resistance of the AZ91D substrate was improved by the zinc coating.     

pH值对AZ91D镁合金表面植酸转化膜的影响

在pH值不同的几种植酸转化液中对AZ91D镁合金进行表面转化处理,利用扫描电镜及自带能谱仪、Tafel曲线和阻抗谱等分析手段,结合NaCl水溶液点滴实验,研究了pH值对植酸转化膜表面成分及耐蚀性的影响.结果表明:在酸性条件下形成的植酸转化膜的耐蚀性较好;转化液的pH值会影响植酸螯合物的形成和转化膜的物质组成,进而影响转化膜的耐蚀性能;在酸性条件下,镁合金表面形成的植酸转化膜应属于电子导体膜,它阻碍了腐蚀介质与基体的接触,同时抑制腐蚀产物的扩散,对镁合金起到防护作用.     

模拟海洋环境中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护研究

目的提高AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。方法采用化学镀前处理在AZ91D镁合金表面制备一种保护性的Ni-Co合金镀层。分别采用环境扫描电镜(ESEM)、X射线衍射(XRD)和能量散射谱(EDS)分析合金镀层的表面形貌、微结构特点和化学成分。采用动电位极化(PC)和电化学阻抗谱(EIS),分析测试在模拟海洋环境(中性3.5%Na Cl溶液)中Ni-Co合金镀层对AZ91D镁合金的腐蚀防护性能。结果镁合金表面化学镀Ni-P镀层均匀覆盖,晶粒生长较致密,表面呈菜花状形貌,Ni-P镀层中P质量分数约为5.6%。Ni-Co合金镀层表面均匀且呈金字塔状形貌,形成了面心固溶体(FCC),镀层中Co质量分数约为31%。Ni-P镀层和Ni-Co合金镀层的厚度分别约为11μm和19μm。在模拟海洋(中性3.5%Na Cl溶液)环境中,镁合金裸基体、化学镀前处理Ni-P镀层、Ni-Co合金镀层的腐蚀电位分别为-1485、-372、-284 m V,其腐蚀电流密度分别是3.4×10-5、1.8×10-6、2.9×10~(-7) A/cm2,所拟合的电荷转移电阻分别为4.72×103、1.70×104、2.06×106?/cm2。结论化学镀前处理Ni-P镀层可为镁合金提供较好的腐蚀防护,Ni-Co合金镀层能够为镁合金提供更显著的腐蚀防护。     

前处理工艺对镁合金钛/锆转化膜耐蚀性能的影响

研究了酸洗以及酸洗+碱洗前处理工艺对AZ91D镁合金无铬、无裂纹、低能耗钛/锆转化膜耐蚀性能的影响。结果表明,单独的酸洗前处理使得AZ91D镁合金表面的α相优先溶解,合金表面粗糙度增加,不利于钛/锆转化膜耐蚀性能的增加。合理地利用酸洗+碱洗调整AZ91D镁合金表面化学状态能够有效提高钛/锆化学转化膜的耐蚀性能。     

Preparation and characterization of inorganic and organic coatings on AZ91D magnesium alloy with electroless plating pretreatment

In this paper, a protective coating scheme was applied for the corrosion protection of AZ91D magnesium alloy. Electroless Ni coating (EN coating) as bottom layer, electrodeposited Ni coating (ENN coating), and silane‐based coating (ENS coating) as top layer, respectively, were successfully prepared on AZ91D magnesium alloy by combination techniques. Scanning electron microscopy and X‐ray diffraction were employed to investigate the surface and phase structure of coatings, respectively. The electrochemical corrosion behaviors of coatings in neutral 3.5 wt% NaCl solution were evaluated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potentiodynamic polarization techniques. The corrosion testing showed that the three kinds of coatings all could provide corrosion protection for AZ91D magnesium alloy to a certain extent, and the corrosion resistance of ENN and ENS was superior to EN. In order to further study the corrosion protection properties of ENN and ENS, a comparative investigation on the evolution of EIS of ENN and ENS was carried out by dint of immersion test in neutral 3.5 wt% NaCl solution. The results indicated that, compared with ENN, the ENS could provide longer corrosion protection for AZ91D magnesium alloy. It is significant to determine the barrier effect of each coating, which could provide reference for industry applications.     

AZ91D镁合金微弧氧化膜耐蚀性的试验研究

研究了AZ91D镁合金微弧氧化膜在复合铝酸盐溶液中的耐蚀性。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了AZ91D镁合金微弧氧化膜的物相和表面形貌；利用IM6e型电化学工作站测量了氧化膜的电化学阻抗和稳态电流／电位极化曲线；利用CMB-1501B型便携式瞬时腐蚀速度测量仪测量了氧化膜的腐蚀电流密度Icorr和年腐蚀深度MMA。试验结果表明，微弧氧化的镁合金耐蚀性提高了2～3个数量级，镁合金微弧氧化膜主要由MgO、MgAl2O4、Al12Mg17组成。