表面纳米化对β型钛合金耐腐蚀性能的影响(英文)

采用表面机械研磨处理(SMAT)方法对医用β型TiNbZrFe合金表面处理60 min,研究表面纳米化对TiNbZrFe合金在生理环境下耐腐蚀性能的影响。采用TEM观察表层纳米晶微观结构特征,采用电化学方法研究表面为粗晶与纳米晶的TiNbZrFe合金在0.9%NaCl和0.2%NaF溶液环境下的电化学行为。结果表明:TiNbZrFe合金表面形成深度约30μm的纳米晶层,纳米晶尺寸为10~30 nm。在0.9%NaCl和0.2%NaF腐蚀环境下,与粗晶表面相比,表面为纳米晶的合金表现出较高的电阻、较正的自腐蚀电位以及较低的自腐蚀电流密度。合金耐腐蚀性能的提高主要归因于在纳米化的TiNbZrFe合金表面能够快速形成致密且稳定的钝化膜。     

β钛合金表面纳米晶特征及其腐蚀性能

经过30 min表面机械研磨处理后,在TNZF合金表面成功制备了表层纳米结构,并讨论了表面纳米化对TNZF合金耐腐蚀性能的影响。纳米晶形成机理主要是通过大量位错滑移并相互切割基体,以及晶格转动实现晶粒细化。在人体生理盐水(0.9%NaCl)中测试的交流阻抗谱表明,纳米晶表面与粗晶表面相比低频阻抗值有很大提高;动电位极化曲线表明,表面纳米化提高了钛合金的腐蚀电位,同时降低了腐蚀电流密度,从而提高其抗氯离子的腐蚀性能。     

DD98M纳米晶AlSi渗层制备及抗高温腐蚀性能研究

采用磁控溅射技术在DD98M合金表面制备了同成份的纳米晶,采用多弧离子镀技术在DD98M纳米晶涂层表面沉积了AlSi涂层,对上述制备态纳米晶+AlSi复合涂层进行了真空扩散处理,得到了外层为β-NiAl层、内层为γ'-Ni_3Al层的双层结构复合涂层。研究了合金、DD98M纳米晶涂层及复合涂层在1050℃恒温氧化及900℃下Na_2SO_4+25%K_2SO_4混合熔盐体系中的热腐蚀行为。结果表明:1050℃恒温氧化时,DD98M合金表面生成NiO,α-Al_2O_3,Ta_(0.8)O_2,CrTaO_4及NiAl_2O_4等组成的混合氧化物膜,氧化膜开裂剥落严重。纳米晶涂层表面生成α-Al_2O_3和少量NiAl_2O_4组成的混合氧化物膜,复合涂层表面形成了均匀致密的单一α-Al_2O_3膜。纳米晶涂层和复合涂层大幅提高了合金的抗恒温氧化性能。在900℃下Na_2SO_4+25%K_2SO_4熔盐中,DD98M合金20 h后即发生了灾难性腐蚀,沉积态纳米晶及其预氧化涂层提高了合金的抗热腐蚀性能,复合涂层大幅提高了合金的抗热腐蚀性能。     

化学沉积Co-Fe-P纳米涂层结构与磁学性能研究

本文采用化学沉积的方法，在板状基体上成功的制备纳米晶Co-Fe-P合金涂层。运用TEM、XRD等分析手段对[Fe^2 ]对Co-Fe-P合金成分、结构、性能的影响进行分析研究。结果表明合适工艺参数的调整选择，可获得表面光亮致密与基体结合良好的纳米晶Co-Fe-P化学沉积膜，且所得纳米晶Co-Fe-P合金具有较低的矫顽力和较高的矩形比，可以用作软磁材料。     

纳米改性对ZL109合金的组织和力学性能的影响

采用经表面包覆Ag后的纳米颗粒对ZL109铝合金进行改性,对改性后铝合金的组织和性能进行研究。结果表明:表面包覆Ag后的纳米颗粒与合金熔体的相容性较好,纳米颗粒均匀分布于合金中;纳米改性可改善合金的组织和性能,改性后铝合金的组织更加细小,枝晶间距明显减小,抗拉强度提高了2%,而断后伸长率提高了200%。     

Fe82Nb6B12合金表面纳米多孔结构的形成及电催化析氢性能的研究

目的增加条带表面积,提高电催化析氢活性。方法采用真空激冷装置制备Fe_(82)Nb_6B_(12)前驱体条带,通过控制铜辊转速得到α-Fe纳米晶/非晶双相结构。利用α-Fe纳米晶与非晶基体在0.5 mol/L H_2SO_4溶液中腐蚀性能的差异,通过脱合金法得到非晶纳米多孔结构。使用XRD、DSC、SEM、EDS等表征手段以及电化学测试方法,研究铜辊转速、脱合金时间对物相、成分、形貌及电催化析氢性能的影响。结果 1kr/min样品完全晶化,2~3 kr/min样品为α-Fe纳米晶/非晶双相合金,且随着铜辊转速增大,前驱体条带中α-Fe纳米晶含量减少。脱合金后成功制备了非晶纳米多孔结构,铜辊转速越大,孔径越小,比表面积越小。4 kr/min样品为非晶态,脱合金后没有得到多孔结构。2 kr/min多孔结构的析氢性能最好,在电流密度为10 mA/cm~2时的过电位为220 mV,塔菲尔斜率为105 mV/dec。结论采用甩带法可以制备具有α-Fe纳米晶/非晶双相结构的Fe_(82)Nb_6B_(12)合金。通过α-Fe纳米晶的选择性腐蚀,在条带表面得到纳米多孔结构,条带比表面积显著改善,从而提高了其析氢性能。     

USSP表面纳米化Fe-20Cr合金的腐蚀性能及机制研究

利用电化学方法，结合XRD、EDX、SEM和EPMA等表面分析技术，研究了经超声喷丸表面纳米化的Fe-20Cr合金在0．05mol/L H2SO4 0.5mol/L NaCl溶液中的腐蚀性能。结果表明，纳米化后合金的耐蚀性能降低。相对于粗晶合金，纳米材料晶粒的细化、钝化金属中Cr元素分析的均匀性降低以及超声喷丸技术在制备纳米晶过程中所带来的残余应力是纳米材料耐蚀性能降低的原因。     

表面纳米化Zr-4合金组织和性能热稳定性研究

采用表面机械研磨法(SMAT)对Zr-4合金进行处理,在其表面制备出纳米结构表层,并在不同温度下对其进行退火。利用偏光显微镜、X射线衍射仪、透射电镜、显微硬度计和电化学测量仪等分析手段,研究了SMAT处理Zr-4合金经不同温度退火后,其纳米表层组织、硬度的热稳定性,以及退火对耐腐蚀性能的影响。结果表明,SMAT处理Zr-4合金经低于350℃退火,其表层纳米晶组织、晶粒尺寸、显微硬度具有一定的热稳定性;Zr-4合金经SMAT处理实现表面纳米化后,其在1 mol/L H2SO4溶液中的耐腐蚀性能降低,进一步对其在低于350 ℃进行退火,其耐腐蚀性能得到改善,且退火后的耐腐蚀性能要优于原始未经SMAT处理的Zr-4合金     

医用钛合金表面纳米晶TiN梯度涂层的显微组织及腐蚀磨损性能（英文）

采用磁控溅射方法在Ti6Al4V钛合金表面制备纳米晶TiN梯度涂层,研究涂层的显微组织和力学性能,并对涂层和Ti6Al4V合金基体在生理环境中的电化学腐蚀行为和腐蚀磨损性能进行比较。结果表明:纳米晶TiN的梯度分布有利于释放涂层中的内应力,使粘附强度增加到90 N。致密的结构和细化的晶粒使涂层表面纳米硬度达到28.5 GPa,纳米晶TiN涂层的防腐蚀效率达到96.6%。与Ti6Al4V合金基体相比,纳米晶TiN涂层的耐腐蚀磨损性能提高了100倍。纳米晶TiN梯度涂层具有良好的化学稳定性和较高的H~3/E~2比(H为硬度,E为弹性模量),是改善耐腐蚀性能和抗磨损性能的主要原因。     

纳米化对Cu-20Zr合金腐蚀行为的改善

利用磁控溅射技术制备纳米晶Cu-20Zr(mass%)薄膜,用动电位极化法、电化学阻抗法对比研究了溅射Cu-20Zr纳米晶薄膜与铸态Cu-20Zr合金在0.1 mol/L HCl溶液中的耐蚀特性差异.腐蚀后样品的表面形貌及电化学分析表明,纳米化改善了Cu-Zr合金的耐蚀性能.在Zr优先溶解时,纳米晶薄膜中Zr的低活性和表面形成的富Cu层以及Cu、Zr同时溶解时腐蚀产物膜的形成是提高纳米晶Cu-20Zr在HCl水溶液中耐蚀性的重要原因.     

Mg元素对强流脉冲电子束改性后Al-20Si合金表面微观组织及性能的影响

目的通过添加Mg元素改善Al-20Si合金的组织,提升其表面力学性能。方法运用场发射扫描电镜(FESEM)、显微硬度计及多功能材料表面性能试验仪等一系列检测手段,考察Mg元素对强流脉冲电子束改性Al-20Si合金表面效果的影响,及合金表面微观组织和表面力学性能的变化。结果 Mg元素能与硅相形成更细小的Mg_2Si相来细化初生硅相,同时可改善强流脉冲电子束处理后铝硅合金表面产生的微裂纹。材料表面经强流脉冲电子束改性后,所有的衍射峰发生了宽化及偏移。两组合金铝基体的显微硬度随着脉冲数的增加而逐渐递增,Al-20Si合金铝基体的显微硬度由745.5MPa增加到2170.7MPa,Al-20Si-5Mg合金的铝基体显微硬度由1061.3 MPa增加到2403.6 MPa,Mg元素的添加可提高Al-20Si合金的硬度。另外,通过往复摩擦试验发现,Mg元素及强流脉冲电子束都能提高材料的耐磨性。结论 Mg元素能改善强流脉冲电子束处理后Al-20Si合金表面的微观组织,添加Mg元素后,Al-20Si合金表面的力学性能得到提高。     

Mg17Al12基储氢合金的表面复相改性

采用机械球磨法制备Mg17Al12合金,系统研究了球磨时间对Mg17Al12形成过程的影响;并以球磨12 h的Mg17Al12合金为基体,添加5%、10%（质量分数）的Ni、Cu单质,通过机械球磨对合金进行表面复相改性。采用P-C-T测试仪测定合金的储氢性能,研究添加不同质量分数的单质对Mg17Al12合金储氢性能的影响。结果表明：球磨12 h Mg17Al12的吸氢速率较慢,吸氢时间较长,需在1400 min达到最大吸氢量为4.1%（质量分数）,接近其理论吸氢量4.4%,Mg17Al12的吸放氢过程是可逆的。Cu对Mg17Al12进行表面复相改性,可以显著改善其吸氢动力学性能,添加5%Cu和10%Cu的合金在623 K,240 min的吸氢量分别为4.07%和3.9%。经过Cu和Ni复相改性后的Mg17Al12具有较好的放氢性能,添加5%Cu合金在553 K放出3%的氢气。Ni对Mg17Al12进行表面复相改性,对其性能有一定的提高,但是和Cu相比,并不明显     

Corrosion Resistance of AZ91 Mg Alloy Modified by High-Current Pulsed Electron Beam

The high-current pulsed electron beam(HCPEB) treatment with current density 6 J/cm~2 was applied on AZ91 Mg alloy to improve its corrosion resistance. Results showed that the net-like Mg_(17)Al_(12) disappeared on the surface of AZ91 Mg alloy after irradiation by HCPEB, which was instead of supersaturated Al element on the surface. Nevertheless, the application of HCPEB also led to the formation of crater-like and groove-like structures as well as micro-cracks on the surface of AZ91 Mg alloy. After HCPEB treatment by 3, 5 and 10 pulses, the AZ91 Mg alloy exhibited better corrosion resistance.However, the increasing amount of micro-cracks reduced the anti-corrosive properties of AZ91 Mg alloy as the pulse increased to 20 and 30.     

GK-AlSi10Mg铝合金生产的研究

通过对GK—AlSi10Mg铝合金的研究，熔炼国产该牌号合金，并对组织及性能进行测试分析，研究Cu、Ti等元素对该合金性能的影响。     

镁偏析对铝合金晶界性能影响的计算机模拟

采用嵌入原子法对铝晶界上Mg的偏析性质及其对晶界性能的影响进行了计算机模拟。结果表明 ,Mg的晶界偏析具有自发性 ,并且降低基体的电荷密度和空位形成能 ,从而导致晶界脆化。     

Cu-Al-Mg合金表面氧化膜分析

利用俄歇能谱、Ｘ射线电子能谱和扫描电镜对Ｃｕ－Ａｌ－Ｍｇ合金表面氧化膜进行了分析。结果表明：氧化膜的ＭｇＯ和Ａｌ２Ｏ３组成;没有进行过氧化处理的样品膜内的Ａｌ和Ｏ含量高于过氧化处理的样品,而Ｍｇ则相反;Ａｌ２Ｏ３的键合能Ｅ２ｐ３／２值大于ＭｇＯ的Ｅ２Ｐ３／２值,表明Ａｌ２Ｏ３不易被分解;进行电子轰击后,膜内Ｍｇ含量减少,ＭｇＯ被部分分解,而Ａｌ则增加,由ＭｇＯ和Ａｌ２Ｏ３组成的复合型氧化膜使得合金     

Effects of Sn and Ca additions on microstructure,mechanical properties,and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐Zn‐Al‐based alloy

Effects of Sn and Ca additions on microstructure, mechanical properties, and corrosion resistance of the as‐cast Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy were investigated by SEM, XRD, tensile tests, electrochemical measurements, etc. The higher the Sn content, the higher the yield strength of the Mg‐6Zn‐2Al‐based alloy. Trace Ca addition refined both grains and divorced eutectics in the Mg‐Zn‐Sn‐Al alloys, leading to the best combination of strength and plasticity. Moreover, its influence was more significant for the alloy with a higher Sn content. Furthermore, the combined addition had a beneficial effect on the corrosion resistance improvement of the Mg‐6Zn‐2Al alloy. The Mg‐6Zn‐2Al‐3Sn‐0.2Ca alloy was the most corrosion‐resistant alloy among the nine alloys studied, better than AZ91 and ZA85. It could be ascribed to the decrease and the refinement of divorced eutectics, the higher hydrogen overvoltage of Sn and the Ca grain refinement.     

镁铝轻质复合板多层挤压复合工艺

采用挤压工艺对AZ31镁合金板和6061铝合金板进行多层挤压复合,结合扫描电镜、能谱分析仪、金相显微镜、EBSD以及万能拉伸试验机等分析手段,研究了不同坯料层数对AZ31/6061复合板的微观组织及力学性能的影响。实验结果表明:复合板镁合金侧中存在大量的细小再结晶晶粒和少量变形组织,复合板铝合金侧的晶粒呈现典型的带状结构,且周围有大量细小再结晶晶粒生成;此外,复合板中Mg/Al界面具有良好的冶金结合,且有不同厚度的界面反应层生成,其中P1板的界面反应层以Mg_2Al_3为主,P2板靠近镁合金侧有Mg_(17)Al_(12)生成,靠近铝合金层有Mg_2Al_3生成。     

Al替代Mg对La2MgNi7.5Al1.5贮氢合金相结构和电化学性能的影响

采用X射线衍射、电子探针和电化学测试研究了La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5(x=0.0,0.1,0.3,0.5)合金的相结构和电化学性能.XRD结果和EPMA观察表明,少量的Al替代Mg(x=0.1)不改变La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成,合金仍然由LaNi3相和αLa2Ni7相组成,然而La2Mg0.9Al0.1Ni7.5Co1.5合金中LaNi3相的丰度明显下降,αLa2Ni7相的丰度则增加,较多的Al替代Mg改变了La2MgNi7.5Co1.5合金的相组成并导致合金中LaNi3相消失,La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的变化对合金中不同相晶胞参数的影响不相同.此外,少量的Al替代Mg(x=0.1)几乎不降低La2MgNi7.5Co1.5合金的贮氢容量和最大电化学放电容量,但随La2Mg1-xAlxNi7.5Co1.5合金中Al含量的增加,合金的贮氢容量、最大电化学放电容量和活化性能不断下降,Al替代Mg能明显提高La2MgNi7.5Co1.5合金的电化学循环稳定性,对提高该合金电极的高倍率放电性能也是有利的.     

Mg在铸造Fe3Al合金中的行为及其对力学性能的影响

研究了Mg在Fe_3Al合金中的分布及其对力学性能的影响适量的Mg(0.002wt-%)明显改善Fe_3Al的室温和高温力学性能Auger分析表明,Mg偏聚在晶界TEM观察发现,适量Mg增加晶界协调晶内变形的能力,使位错易于穿过晶界继续滑移变形SEM观察表明,Fe_3Al合金室温下均呈穿晶解理特征,裂纹源在晶界上