微量硼对镁合金耐腐蚀性能的影响

镁合金中加入微量硼,可以细化晶粒,但硼对镁合金耐腐蚀性能的影响,国内外未见报道.通过测定自腐蚀电位、极化曲线、盐雾腐蚀速率和对盐雾腐蚀试样表面形貌扫描等技术,研究了微量硼对镁合金(Mg-7Al-0.4Zn-0.2Mn)耐腐蚀性能的影响.结果表明:微量硼的加入显著细化了镁合金的组织和晶粒,从而提高了其自腐蚀电位,降低了盐雾腐蚀速率,使耐腐蚀性能得以改善;当硼的加入量为0.15%时,镁合金的自腐蚀电位比未加时约提高25 mV,腐蚀速率比未加时降低31.7%.     

合金元素对镁合金耐腐蚀性能影响的研究进展

镁及其合金作为最轻的金属结构材料,在产品轻量化方面具有巨大的应用潜力.然而,金属镁具有较强的腐蚀敏感性,且表面形成的氢氧化镁膜疏松多孔,几乎无保护性,这导致其应用受到限制.如何提高镁的耐腐蚀性已经成为制约其应用的世界性难题.合金化是从根本上改善镁合金耐蚀性的方法之一.基于此,本文从合金元素对镁腐蚀行为的影响出发,阐述纯镁的腐蚀机理和合金元素对镁合金腐蚀性能的影响机制,归纳合金元素对镁合金所产生的保护机制及其相应特征,这可以为开发新型镁合金和改善镁合金的耐蚀性提供一定的借鉴.此外,本文有助于更好地理解镁合金腐蚀行为.目前,还没有一种镁合金能像铝合金或不锈钢一样具有较好的耐蚀性,因此耐蚀镁合金的开发还需要进一步研究.本文为镁合金中元素之间的交互关系提供理论基础,可对新型耐蚀镁合金的开发提供思路.元素之间的协同作用会对新型耐蚀镁合金设计、工艺及性能有较大影响,随着研究的深入,期望构建出类似"不锈钢"的新型耐蚀镁合金.     

铜基复合粉末高压扭转成形组织性能研究

目的研究压力和成形温度对材料强度及塑性的影响。方法将按照合金配方调配好的铜铝混合粉末,置于限制型高压扭转模具型腔中,进行大塑性变形,采用金相显微镜分析了压力和扭转圈数对所制备的试样显微组织的影响,并对制备试样进行了室温拉伸力学性能测试。结果提高压力和成形温度,即使扭转圈数较少也可以获得细化均匀的显微组织,可以获得拉伸断裂强度较大的材料;材料断裂机理为混合断裂。结论高压扭转法可以制备抗拉强度较大的铜基合金试样。     

铝、镁合金高压凝固及高压凝固理论研究进展

综述了Al合金高压凝固研究现状,着重介绍了GPa级高压作用下Mg合金凝固组织细化及细化机制研究结果,高压下Mg合金异质晶核结构及与Mg基体界面关系、异质晶核生成机制、压力对结晶相和形核衬底界面能(润湿性)的影响将成为今后Mg合金凝固组织细化机制研究的关键科学问题之一。介绍了与凝固组织细化相关的高压凝固理论,如非均质形核临界生核半径和临界形核功、形核率及晶体生长速率等理论模型及最新研究进展。     

合金元素对镁合金耐腐蚀性能影响的研究进展

添加合金元素即合金化是改善镁合金性质、性能的有效途径。总结了基础合金元素(Al、Zn、Mn、Zr等)和微量合金元素(Ce、La、Sc、Er、Nd、Y、Sm、Ho、Gd及混合稀土等稀土元素和Ca、Sr等碱土金属元素以及Pb、Sn、Sb、Si、Hg、Ga等)对合金化镁合金耐腐蚀性能的影响,评述了失重法、电化学方法等合金化镁合金耐腐蚀性能的主要研究方法,指出了当前镁合金合金化及耐腐蚀性能研究中存在的问题和发展方向。     

退火时间对高压扭转Al-1.0Mg铝合金组织及性能的影响

对Al-1. 0Mg合金进行了高压扭转和195℃退火处理,并通过显微硬度仪、XRD、TEM等研究了高压扭转Al-1. 0Mg合金的热稳定性。结果表明,经过10 min、30 min和90 min退火后,合金的硬度相较高压扭转后未退火试样的硬度分别降低了21. 6%、27. 2%和34. 4%。随着退火时间的延长,基体中的宏观应力逐渐消除,晶格畸变程度逐渐降低,晶粒尺寸逐渐增大,但硬度下降的速度逐渐减小。经195℃退火90 min后,高压扭转Al-1. 0Mg合金的硬度为82HV,仍然是未变形合金的两倍以上。     

Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金高压扭转过程中的组织结构演变

对面心立方(FCC)结构的Al_(0.3)CoCrFeNi高熵合金进行不同应变量的高压扭转实验,利用维氏硬度仪、电子背散射衍射、X射线衍射仪以及透射电镜系统分析变形引起的组织结构演变。结果表明:高压扭转过程中合金晶体结构并未发生改变,仍然保持为FCC结构,但引发其晶粒纳米化,平均晶粒尺寸达到30nm。晶粒细化主要是通过孪晶(包含初次孪晶与二次孪晶)、去孪晶(包含初次去孪晶与二次去孪晶)以及孪晶界分割晶粒的过程实现。孪晶和随后去孪晶的竞争作用导致孪晶宽度先减小后增大,初次孪晶和二次孪晶的最小宽度分别为2.7nm和0.9nm。     

高压扭转法对SiC_p-Al基复合材料颗粒分布的影响

采用高压扭转(High-Pressure Torsion,HPT)工艺制备SiCp-Al基复合材料。通过显微组织的定性分析及样方法的定量计算,深入研究不同工艺参数对SiC颗粒分布的影响规律,结果表明:采用高压扭转法可以直接将8.75%(体积分数)SiC-Al混合粉末制备成金属基复合材料。通过金相分析得出:SiC颗粒在试样不同扭转半径处分布情况具有差异:工艺参数(温度、压力、圈数)对SiC颗粒分布有重要影响,结合样方法对颗粒分布情况的定量分析得出:随着扭转圈数、压力、扭转半径的增大,剪切作用增强,SiC颗粒分布均匀性提高;变形温度升高,基体流动性提高,颗粒分布均匀性得到改善。     

基于高压扭转工艺的Al-Zn-Mg-Cu合金强韧化机理研究

目的 研究轧态Al-Zn-Mg-Cu合金在高压扭转变形中组织性能的演变规律。方法 在120 ℃下,对Al-Zn-Mg-Cu合金进行扭转1, 5, 10圈的高压扭转实验,采用X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜和拉伸实验对Al-Zn-Mg-Cu合金在高压扭转变形过程中组织及力学性能进行分析。结果 在高压扭转变形中,合金中晶粒显著细化。随着扭转圈数的增加,晶粒达到亚微米级,沿着高压扭转的方向分布。同时,合金中第二相含量减少,间距增大。合金的最强衍射峰由(220)转变为(111),呈现{111}<110>择优取向,位错密度随着扭转圈数的增加而增加。合金的强度和伸长率随着扭转圈数的增加而增加,扭转至10圈后,合金的强度提高了16.87%,伸长率从8.67%提升到10.65%。结论 高压扭转变形细化了合金的晶粒,提高合金强度的同时改善了合金的塑性。     

固溶处理对Al-4.2Zn-1.3Mg合金耐腐蚀性能的影响

目前关于固溶处理对Al-Zn-Mg系合金耐腐蚀性能的研究较少涉及电化学性能。采用开路电位、极化曲线、电化学阻抗谱及腐蚀失重等方法,研究了经不同固溶处理的Al-4.2Zn-1.3Mg合金在3.5%Na Cl溶液中的腐蚀行为。结果表明:5种固溶处理制度处理的Al-4.2Zn-1.3Mg合金在3.5%Na Cl溶液中浸泡1 h后的电化学阻抗谱均为较大半径的容抗弧;浸泡168 h后,容抗弧的半径均逐渐减小,低频均出现Warburg阻抗,腐蚀反应均受溶液扩散控制;合金经DST4(460℃×1 h+480℃×1 h)固溶处理后,腐蚀电位最高,腐蚀电流密度最小,耐蚀性较好;经DST4固溶处理的Al-4.2Zn-1.3Mg合金在3.5%Na Cl溶液中腐蚀速率随时间的增加而下降,最终维持一个稳定值;在试验时间内,采用D(t)=0.155 43t0.502 45拟合后,腐蚀速率理论值和实测值吻合良好。     

三乙醇胺对镁合金的缓蚀效果及其吸附行为研究

为了研究三乙醇胺在氯化钠溶液中对镁合金的缓蚀效果,运用电化学工作站和扫描电子显微镜测试分析了镁合金在含三乙醇胺的氯化钠溶液中的微分电容曲线、表面覆盖度、循环极化曲线、电化学阻抗谱和表面微观形貌。结果表明:在氯化钠溶液中添加3 m L/L三乙醇胺时,镁合金与溶液界面的微分电容值减小,微分电容曲线出现电位平台,零电荷电位正移;随着阳极极化加强,三乙醇胺在镁合金表面覆盖度下降,产生阳极脱附现象;随着浸泡时间延长,镁合金表面出现裂缝,并逐渐发展为腐蚀孔,腐蚀产物分布在蚀孔周边,且易脱落。     

激光熔化镁合金凝固组织及腐蚀行为

采用Nd:YAG毫秒脉冲激光器,在高纯氩气保护下扫描AZ91D镁合金样品,采用X射线衍射仪(XRD),光学显微镜,扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM)等对处理后镁合金表面形貌、组织、成分进行研究。使用模拟改性体液和质量分数为3.5%的NaCl溶液对实验样品进行腐蚀,观察腐蚀表面并计算材料腐蚀率。结果表明:在相同腐蚀时间下,与未被处理样品相比,激光处理后镁合金由于其显微组织中细化的α-Mg相与β-Mg_(17)Al_(12)相,及选择性气化现象和基体合金化学成分共同导致表面Al元素富集提高了表层的抗腐蚀性能;通过测算激光熔化区枝晶晶胞尺寸与冷却速率的关系得到其凝固方程。     

压铸镁合金在防冻液中的电偶腐蚀规律研究

研究了压铸AZ91D镁合金分别与A3钢、H62黄铜、LF21铝合金及356号铸铝偶接后在80 ℃汽车防冻液中的电偶腐蚀行为及规律.自然腐蚀电位、电偶电位和电偶电流的测量结果表明,压铸AZ91D镁合金在与上述4种材料构成的电偶对中始终是阳极,且电偶腐蚀的阳极过程在该体系中受到较大的阻滞.电偶腐蚀效应的分析结果表明AZ91D与4种材料偶接后其阳极溶解速度较其未偶接前上升不超过1个数量级,且4种电偶对的电偶腐蚀效应存在如下相对关系:γ356号铸铝＜γLF21＜γH62＜γA3.     

氧氮化硅/碳化硅材料在镁及AZ91镁合金液中的侵蚀行为

研究了氧氮化硅结合碳化硅(Si2N2O/SiC)材料在纯镁及AZ91镁合金液中的侵蚀行为.扫描电镜显示,金属与氧氮化硅结合碳化硅材料之间有一个很薄的过渡层,基体内部无金属渗入;X射线衍射分析表明,氧氮化硅结合碳化硅材料表面的SiO2与金属液之间发生了反应,形成了腐蚀产物层,SiC和Si2N2O未受到侵蚀;侵蚀动力学表明,当试样表面的SiO2消耗完毕、腐蚀产物在试样表面形成致密的覆盖层以后,试样几乎不再发生明显的侵蚀.     

AM60B镁合金在不同pH值酸雨中的腐蚀行为

重庆是我国镁合金产业化的重要基地,酸雨对镁合金的腐蚀非常严重.采用极化曲线和电化学交流阻抗法研究了不同pH值条件下AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察了镁合金的腐蚀形貌,用x射线衍射仪(XRD)分析了腐蚀产物的组成.结果表明:随着溶液pH值的下降,AM60B镁合金的自腐蚀电位变负,腐蚀速率增加,同一腐蚀电位下阳极极化电流变大;电化学阻抗谱显示其容抗减小,膜电容下降,镁合金表面的保护膜被破坏;AM60B镁合金在模拟酸雨中的腐蚀以点蚀为主,形成了较深的腐蚀坑,腐蚀程度随着溶液pH值下降而增大,腐蚀产物主要由MgO和MgAl2(SO4)4·2H2O组成.     

电解液组分浓度对ZK60镁合金微弧氧化膜的影响

采用酸性电解液微弧氧化,对环境有污染.为此,采用环保型的Na2SiO3-NaOH碱性电解液体系对ZK60镁合金进行了微弧氧化,研究了电解液组分浓度对微弧氧化膜耐腐蚀性的影响.结果表明:电解液中NaOH浓度越低,微弧氧化膜层的耐蚀性越好,粗糙度越小,成膜越均匀;随着Na2SiO3浓度增加,微弧氧化膜厚度增加,腐蚀电流变小,耐蚀性提高.     

自组装表面改性对医用镁合金耐蚀性能的影响研究

镁合金作为可降解金属生物材料受到人们广泛的关注,然而,它们在生理环境下的快速降解限制了其应用。首先采用碱热处理在镁合金(AZ31B)表面形成钝化层,进而分别自组装3-磷酰基丙酸、3-氨基丙基-三甲氧基硅烷(APTMS)和多巴胺,研究表面改性后材料的耐蚀性能。衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)及水接触角的实验结果表明,3种分子成功地自组装到碱热处理的镁合金表面;电化学实验、浸泡实验以及浸泡溶液pH变化实验的结果表明,碱热处理有效提高了材料的耐蚀性能,表面自组装改性后,其耐蚀性能进一步提高,其中自组装3-膦酰基丙酸分子的镁合金的耐蚀性最好。