Pr(NO3)3对ZA31镁合金微弧氧化涂层组织与性能的影响

针对生物医用镁合金耐蚀性差的问题,利用微弧氧化技术对ZA31镁合金进行表面改性处理,旨在获得抗腐蚀性优良的陶瓷涂层。在已优化的硅酸盐电解液体系和电化学参数条件下,对ZA31镁合金进行微弧氧化处理,研究电解液中Pr(NO_3)_3含量对微弧氧化涂层的相组成、微观结构、润湿角、表面粗糙度以及电化学性能的影响。研究结果表明:在电解液中添加Pr(NO_3)_3后获得的ZA31镁合金涂层主要由MgO、MgSiO_3和Mg_2SiO_4等晶相组成,未检测到Pr的氧化物相。未添加Pr(NO_3)_3时,涂层具有火山口状的微孔结构。随着Pr(NO_3)_3添加量增加,涂层表面的孔洞和火山状凸起减少,孔洞尺寸也明显减小,伴随出现大量表面平滑的区域,表面粗糙度降低。当Pr(NO_3)_3添加量不同时,涂层表面粗糙度在1. 8～2. 4μm范围内变化。在电解液中添加Pr(NO_3)_3后,涂层的极化曲线向正电位方向移动,涂层腐蚀电位正移,但幅度变化不大,腐蚀电流降低约为1～2个数量级,涂层的耐蚀性提高。     

Al-15Pb合金高压下凝固及热处理后的组织与耐磨性

采用高压六面顶在4GPa下制备了Al-15Pb合金并在该压力下进行了热处理。通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机对制备的Al-15Pb合金进行了微观组织和耐磨性能的研究。结果表明,常压和高压下,Al-15Pb合金均由α-Al相和Pb粒子相组成,但是常压凝固时大量Pb粒子分布于Al基体上,而高压凝固后,Pb粒子数量减少,尺寸减小;高压热处理时,分布于Al基体上的Pb粒子相数量极少,且尺寸很大。常压凝固时,Pb在α-Al相中固溶度为0,高压凝固和高压热处理时,Pb在α-Al相中均有一定的固溶度。高压凝固Al-15Pb合金中α-Al相的硬度比常压时大很多,增大39%,高压热处理态时α-Al相硬度也增大,增大了19%。高压条件制备的Al-15Pb合金的抗磨性能改善,但减摩性能变差。     

Ca和Sr对AZ91D镁合金低周疲劳性能的影响

研究了合金元素Ca、Sr复合添加对金属型铸造镁合金AZ91D的低周疲劳性能的影响。通过运用控制总应变幅0.05 mm～0.25 mm范围内,在应力比R=-1条件下施加拉-压载荷,测试不同状态下合金的低周疲劳性能,并利用光学电子显微镜观察了材料在不同状态下的显微组织及低周疲劳断口特征。结果表明:Ca、Sr元素的添加能细化铸态AZ91D镁合金的晶粒,复合加入0.4%Ca和0.3%Sr,可以提高镁合金的低周疲劳性能。     

Nd对Mg-6Zn微观组织影响研究

采用熔铸法制备了Mg-6Zn和Mg-6Zn-xNd合金,利用扫描电镜及所带的能谱分析仪,研究了Nd含量对铸态Mg-6Zn-xNd的微观组织的影响,结果表明：Mg-6Zn合金基体上存在着α-Mg和Mg-Zn相的共晶团,添加Nd元素后合金基体上出现Mg-Zn-Nd三元共晶组织,这些共晶组织数量随着Nd含量增加而增加,最终形成含有Mg,Zn,Nd三种元素的连续网状结构。     

Zn对铸态Mg-Mn合金力学性能和腐蚀性能的影响

研究Zn对Mg-Mn合金微观组织、力学性能和在Hank’s溶液中腐蚀性能的影响。结果表明：Zn可以明显细化Mg—Mn合金的铸态组织,当合金中Zn含量（质量分数）为3％时,合金的晶粒尺寸由700-900μm减小到50-80μm。合金的力学性能也随Zn含量的增加而显著提高;Zn含量为3％时,拉伸强度提高128．8MPa,屈服强度提高42．6MPa,伸长率提高1倍多。在Mg-Mn合金中加入1％-2％的Zn,能够增强Mg-Mn合金钝化膜的稳定性,使Mg-Mn合金腐蚀速度显著降低。但是,当Zn含量增至3％时,钝化膜变得不稳定,腐蚀速度增加,耐蚀性能降低。     

挤压对Mg-Mn-Zn合金力学性能和腐蚀行为的影响

研究了铸态和挤压态Mg-Mn-Zn合金的微观组织、力学性能和在模拟人体体液中的腐蚀行为。结果表明:铸态Mg-Mn-Zn合金的平均晶粒尺寸为300μm;而挤压后Mg-Mn-Zn合金的平均晶粒尺寸降低为9μm。挤压态与铸态Mg-Mn-Zn合金相比,抗拉强度由174.5MPa提高到280.2MPa,屈服强度由43.6MPa提高到246.5MPa,伸长率达到21.6%。铸态Mg-Mn-Zn合金断口呈脆性断裂,挤压态合金为韧性断裂。挤压态Mg-Mn-Zn合金的耐蚀性能也明显高于铸态Mg-Mn-Zn合金。     

新型铝钛添加剂的制备与实收率研究

采用不同比例的KBF₄作为助熔剂，添加到铝钛复合粉体中，压制成型制备铝钛添加剂，将添加剂放入铝熔体中，分析其投入后的实收率。结果表明：铝钛复合粉体中添加质量分数为1%、3%和5%的KBF₄制备的三种铝钛添加剂，随投入时间延长，铝钛添加剂的实收率都明显提高；投入时间超过10 min后，实收率增速显著降低；添加质量分数为1%和3%的KBF₄制备的铝钛添加剂各时间点的实收率及其变化趋势十分接近，投入时间为20 min时的实收率仅为69%左右；相比其他两种铝钛添加剂，添加质量分数达到5%的KBF₄制备的铝钛添加剂在各时间点的实收率显著提升，当投入时间达到20 min后，实收率达到78.59%。     

氮对Ti-6Al合金的铸态组织与性能的影响

采用熔铸工艺制备了w(N)=0.045~0.27%的原位自生氮化物增强钛铝基复合材料.分析测试了该材料的铸态组织和合金的力学性能.研究结果表明:在Ti-6A l的合金中,当w(N)=0.045~0.27%时,随着氮质量分数的增加,增强体的体积分数有所增加.Ti-6A l-xN中的氮化物较为细小.复合材料的硬度、抗压强度和弹性模量均高于Ti-6A l合金.随着氮质量分数增加材料的抗压强度、硬度和弹性模量增加.由压缩断口分析可知,基体为韧性断裂.随着氮质量分数增加,合金由韧窝 解理断口向具有解理特征的脆性断裂转变.     

TiN/Ti复合材料的熔铸法制备及微观组织

用熔铸法制备了TiN/Ti复合材料,并用SEM和XRD研究复合材料的微观组织和相组成,分析了TiN的形成过程.结果表明,所制备的复合材料增强相分布均匀,成麦穗状连续线状分布.对其SEM照片的研究表明,TiN形态为尖角小片状、片状或块状,颗粒大小在2～8 μm,TiN颗粒与基体界面干净,无反应层.     

钛氮合金的铸态组织与性能

采用熔铸工艺法制备了含氮量为0.045%～0.27%的原位自生氮化物增强钛基复合材料,分析并测试了合金的铸态组织和力学性能.研究结果表明:在Ti-N合金中,随着氮含量的增加,合金中氮化物的形态和相组成发生了明显的改变;当氮含量在0.045%～0.18%时,合金的基体为α-Ti,增强相为TiN0.3;氮含量增加到0.225%时,增强相转变为块状Ti2N;复合材料的硬度、抗压强度和弹性模量均高于纯钛基体且随着氮含量的增加而增加;当增强相由TiN0.3转变为Ti2N时,抗压强度显著增加;由压缩断口分析可知,基体为韧性断裂,随着氮含量增加合金由韧窝 解理断口向具有解理特征的脆性断裂转变.