镁合金AZ91D焊接组织及腐蚀行为研究

利用钨极氩弧焊(TIG)、光学显微镜和盐雾腐蚀实验以及电化学测试技术,研究了镁合金AZ91D焊接对焊缝组织及其耐蚀性的影响.实验表明:镁合金AZ91D焊缝组织为比母材晶粒细小的等轴晶粒,提高了焊缝区硬度.焊缝区耐蚀性较母材好,其腐蚀速度与热影响区接近,比母材低1倍.     

应变速率对AZ91D镁合金力学行为影响

本文通过静态拉伸试验机和高应变速率冲击拉伸试验装置,对AZ91D压铸镁合金分别进行了不同应变率下(10-4、10-2、300和1400s-1)拉伸力学性能的试验,获得了各应变速率下完整的应力-应变曲线.并通过扫描电镜对其拉伸断口进行分析.试验结果表明,其屈服应力(σs)、拉伸强度(σb)随着应变速率的增加而增加,失稳应变(εb)则随着应变速率的增加而有所减小;而弹性模量则对应变率不敏感.采用John-son-Cook材料模型描述AZ91D镁合金应变速率相关的应力应变本构模型,其拟合结果和实验结果基本相吻合.扫描电镜断口分析结果表明,动态和静态的断裂方式基本相同,都是以准解理断裂特征为主,局部区域伴有解理断裂;存在典型的缩松断裂形貌.     

AZ91D镁合金在NaHCO_3薄液膜下的腐蚀行为

镁合金大气腐蚀的研究十分重要,而目前有关侵蚀性离子HCO_3~-在薄液膜下对镁合金腐蚀行为的研究报道较少。通过阴极极化曲线和电化学阻抗谱研究了AZ91D镁合金在NaHCO_3薄液膜下的腐蚀行为,详细讨论了液膜厚度、NaHCO_3浓度和时间等参数的影响,并用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)进行了表征。结果表明:随着液膜厚度的降低,阴极和阳极过程均受到限制,AZ91D镁合金腐蚀速率变小;NaHCO_3浓度增加会加剧AZ91D在薄液膜下的腐蚀;浸泡24.0 h后,本体溶液中腐蚀表现为均匀腐蚀,主要腐蚀产物为MgCO_3和Al_2O_3,而薄液膜下则表现为局部腐蚀,主要腐蚀产物为MgCO_3,Al_2O_3,MgCO_3·2H_2O和Mg_5(CO_3)_4(OH)_2·5H_2O。     

AZ91D镁合金阻尼性能的研究

利用动态机械分析仪(DMA)研究了热处理工艺对商业AZ91D镁合金阻尼性能的影响规律.研究结果表明热处理对AZ91 D镁合金的阻尼性能有较明显的影响.时效处理态AZ91D镁合金的临界脱钉应变振幅小于固溶处理态.当应变振幅大于临界应变振幅,合金的阻尼值迅速升高.随着测试温度的升高,合金的阻尼值升高,在临界温度之前以位错阻尼机制为主,当温度超过临界温度则以晶界滑动为主要阻尼机制.     

AZ91D镁合金直接化学镀镍工艺

为了降低生产成本,研究了AZ91D镁合金直接化学镀镍工艺.借助表面分析技术分析了AZ91D镁合金化学镀镍前处理及直接化学镀镍后的表面形貌,研究了不同工艺条件对镀层表面形貌的影响,测试了镀层与基体的结合情况及镀层结构.结果表明:以硫酸镍为主盐,pH值为5.5～6.5,施镀温度为80～95℃,施镀时间为1.0～2.5h时,可在镁合金表面直接化学沉积一层表面平整、组织致密、与基体结合力良好及硬度较高的非晶态Ni-P合金镀层.     

AZ91D镁合金凝固过程分析

采用差热法以及冷却曲线测定AZ91D镁合金的相变温度,通过金相试验,研究了AZ91D镁合金凝固过程中显微组织的变化,为制定合理的AZ91D镁合金热处理工艺,提高合金力学性能提供了依据.     

镁合金AZ91D的差热分析及凝固组织观察

用差热分析并结合组织观察的方法研究了AZ91D镁合金的凝固相变温度及凝固组织变化特征.通过对AZ91D镁合金差热曲线的分析和不同温度下组织的比较分析,初步确定了该合金的共晶转变温度和液相线温度.同时,通过对不同温度下7个急冷试样的组织观察,分析了AZ91D镁合金在凝固过程中的相变及组织演化特征,并确证了差热分析所得相变温度的准确性.     

稀土对AZ91镁合金干/湿循环腐蚀产物及阻抗行为的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)研究添加(La,Ce)混合稀土前后AZ91镁合金在融雪剂溶液中经历干/湿交替循环腐蚀后腐蚀产物的组成和结构。结果表明:未添加(La,Ce)混合稀土的AZ91镁合金的腐蚀产物主要由Mg(OH)_2,MgO,CaCO_3及Mg_6Al_2CO_3(OH)_(16)·4H_2O组成;而添加混合稀土的AZ91镁合金表面生成了(La,Ce)AlO_3等含稀土元素的腐蚀产物,同时腐蚀产物出现致密层。不同周期干/湿交替循环腐蚀的电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,添加(La,Ce)混合稀土的镁合金在相同腐蚀周期的阻抗谱幅值均高于AZ91镁合金的阻抗谱幅值,稀土的添加有助于降低阻抗谱的弥散效应,表明(La,Ce)混合稀土可以提高AZ91镁合金在干/湿交替腐蚀环境中的耐蚀性和腐蚀产物膜的稳定性。     

AZ91D镁合金的晶粒细化

AZ91D镁合金属于密排六方结构，它在塑性变形性能和力学性能上呈现较低的特征。采用晶粒细化的方法可在很大程度上改善镁合金的力学性能。选用MgCO3，La2(CO3)3及两者的混和物分别作为AZ91D镁合金的细化剂。实验结果表明，MgCO3和La2(CO3)3作为镁合金的细化剂各有特点，而用MgCO3与La2(CO3)3的混和物细化效果更好。     

变形的AZ91D镁合金半固态等温压缩的力学行为

为了了解等径道角挤压(ECAE)的AZ91D镁合金在半固态压缩变形中的力学特征,利用半固态温压缩实验、Gleeble1500实验机和金相显微镜对其在半固态压缩变形中的力学行为进行了研究.结果表明:ECAE的AZ91D镁合金在半固态等温压缩中变形由固相晶粒本身的塑性变形、液相包围着固相晶粒的滑动和转动构成;该材料的真应力-真应变曲线由应力激增阶段、应力下降阶段、稳态阶段和应力增加阶段组成;随保温时间的增加或变形温度的升高,获得相同应变量的真应力明显下降,稳态应力和峰值应力也明显下降;随应变速率的增加,稳态应力增加.