稀土Y和Nd对ZM5合金组织和性能的影响

以ZM5镁合金为基体材料，应用铸造方法制备了4种不同稀土含量和比例的稀土镁合金。考察分析了稀土Y和Nd对ZM5合金组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Ti2Mg3Al3，它对于减少晶界处第二相的析出有积极作用。ZM5合金的组织结构、力学性能和腐蚀性能随稀土Y和Nd的比例不同而有比较大的差异，在所有考察的ZM5合金中，添加2％Y和1％Nd稀土的合金综合效果最好。     

稀土Nd对ZM5合金组织与性能影响的研究

在ZM5合金熔体中加入不同量的稀土Nd，经过不同处理，利用光学显微镜、扫描电镜以及能谱分析，研究了稀土Nd对ZM5合金组织的影响规律。试验结果表明，向ZM5合金中添加稀土Nd的质量分数达2％时，合金的显微组织明显改善。X衍射和金相照片显示ZM5合金铸态组织为α—Mg固溶体和沿晶界分布的网状pMg17Al12组成，固溶处理后Mg17Al12弥散在基体中，而加入稀土元素Nd的ZM5合金由α（基体），Mg17Al12，颗粒状Mg12Nd等相组成。经固溶处理后网状Mg17Al12相完全溶解，留下热稳定较高的析出相Mg12Nd等。扫描电镜显示ZM5合金拉伸试样断口是解理断裂的断口形态，而加入稀土Nd的ZM5合金拉伸试样断口是沿晶断裂＋准解理断裂的混合断口形态。其原因是加入稀土Nd后，熔体中生成了与镁基体共格的强化相Mg12Nd改变了其断口形貌。     

混合稀土阻燃ZM5镁合金的表面张力研究

采用最大气泡压力法测量表面张力,研究了温度和混合稀土(RE)加入量对ZM5表面张力的影响。结果表明:由于稀土的表面活性作用,在相同温度下,混合稀土加入量增加,ZM5镁合金熔体的表面张力减小,且减小趋势趋于平缓;同种成分熔体的表面张力随温度升高而降低,高温段的扩散作用增强,造成高温段的表面张力温度系数(-dσ/dt)小于低温段;混合稀土加入量对合金表面张力温度系数也有影响,随着混合稀土加入量的增加ZM5的表面张力温度系数减小。     

富Y重稀土对ZM5合金组织和性能影响的研究

以ZM5镁合金为基体材料，以富Y重稀土为添加原料，应用铸造方法制备了稀土镁合金。利用光学金相显微镜（OM）、X衍射分析、拉伸试验和腐蚀试验等方法，考察分析了稀土Y对ZM5合金铸造组织结构、力学性能和腐蚀性能的影响。结果表明，铸态合金中出现了新相Al3La、MgY，它对于减少晶界处第2相的析出、晶粒的细化以及力学性能的提高起着积极作用。同时，稀土的加入明显地改善了合金的腐蚀性能。     

微量Er对ZM5镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射分析、失重法及动电位扫描测试法,研究了微量Er对铸态ZM5镁合金显微组织和腐蚀性能的影响.结果表明微量Er可细化ZM5镁合金的铸态组织,提高耐腐蚀性能;在0～0.6％范围内,随着Er含量的增加,合金中的Mg17Al12相由粗大、连续树枝状分布逐渐转变为细小、弥散的颗粒状均匀分布;当Er含量为0.6％时,组织中有Al3Er相生成.随着Er添加量的逐渐增加,ZM5镁合金的平均腐蚀速率逐渐降低;当Er含量为0.6％时,在3.5％NaCl水溶液中浸泡的腐蚀速率为2.125 6 mg/(cm2·d),仅为常规ZM5镁合金的20％.微量Er使得ZM5镁合金在3.5％ NaCl溶液中的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流降低.     

稀土Nd对ZM5合金组织与腐蚀性能的影响

通过稀土Nd对ZM5合金改性研究,探讨了Nd以及热处理工艺对ZM5合金显微组织及腐蚀性能的影响.结果表明:随着Nd的加入,ZM5合金基体组织和第二相明显细化,显微组织有一定程度的改善;稀土Nd对ZM5合金的硬度影响不是很明显,ZM5+Nd与ZM5相比较,不同时效温度、时间与硬度关系曲线的起伏规律是相似的;稀土Nd的加入,减少了合金腐蚀贯穿性裂纹产生,降低ZM5合金腐蚀速率,提高合金抗腐蚀能力;固溶和时效处理对ZM5+Nd合金性能有很大的影响,合金经过适当时效处理后,硬度有所提高,抗腐蚀能力显著提高.     

稀土元素钇对ZM5合金组织的影响

在ZM5合金熔体中分别加入不同量的稀土元素钇,经过不同处理,利用光学显微镜和扫描电镜以及能谱分析,研究了稀土元素钇对ZM5合金组织的影响规律.实验结果表明,向ZM5合金中添加稀土元素Y的质量分数达2%时,合金的显微组织明显改善.X衍射和金相照片显示ZM5合金铸态组织为α-Mg固溶体和沿晶界分布的网状β-Mg17AL12组成,固溶处理后Mg17AL12弥散在基体中,而加入稀土元素Y的ZM5合金由α(基体)、Mg17AL12和颗粒状MgY等相组成.经固溶处理后网状Mg17AL12相完全溶解,只留下热稳定性较高的MgY以及析出相Al2Y等.扫描电镜显示ZM5合金拉伸试样断口是解理断裂的断口形态,而加入稀土元素Y的ZM5合金拉伸试样断口是沿晶断裂 准解理断裂的混合断口形态.究其原因为加入稀土元素Y后,熔体中生成了与镁基体共格的强化相MgY和弥散的析出相改变了断口形貌.     

La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金力学性能及耐蚀性能的影响

研究了La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金组织形貌、力学性能及耐蚀性的影响。采用T-1200CB坩埚炉冶炼稀土含量(质量分数)分别为4.63%、5.81%、6.18%的Mg-Al-Mn合金。在箱式电阻炉中对研究试样进行430 ℃保温24 h的固溶处理,然后进行200 ℃保温24 h时效处理。对不同热处理状态的试样进行组织观察,对固溶时效后的试样进行拉伸、硬度及盐雾腐蚀试验,从而分析La-Ce混合稀土对Mg-Al-Mn合金显微组织、力学性能及耐蚀性的影响。研究表明,随着合金中的La-Ce混合稀土含量的增加,Mg₁₇Al₁₂相逐渐被Al₄(La, Ce)相代替;硬度、抗拉强度和伸长率都逐渐减小,力学性能下降;合金的腐蚀速率逐渐下降,耐蚀性提高。     

添加混合稀土对纯镁及其合金中元素含量的影响

对纯镁及AZ91D镁合金中添加富铈混合稀土的收得率及其各元素含量的变化规律进行了研究。试验结果表明，混合稀土的收得率随着其添加量的增加而降低，添加适量的混合稀土，纯镁中的混合稀土收得率可达到75％以上，AZ91D合金中的混合稀土收得率可达到90％，以上；镁熔体对混合稀土存在着吸收极限，该试验条件下纯镁的吸收极限为1．6％左右，AZ91D合金的吸收极限为1．9％左右；添加适量的混合稀土可降低纯镁及AZ91D合金中的Cl元素含量至10^-5以下；添加混合稀土会降低镁熔体中的Al含量，对合金元素Zn、Mn以及杂质元素Fe、Cu、Ni、Si的含量不产生影响。     

混合稀土对ZM5镁合金氧化行为和性能的影响

为提高ZM5镁合金阻燃性能,在其中添加了0.1wt%的混合稀土(RE)。通过分析该合金的氧化增重TGA曲线、热量变化DSC曲线和表面氧化膜的XRD谱、SEM图像及膜内元素分布,对其表面氧化行为进行了研究,并对力学性能和切削阻燃效果进行了研究。结果表明,添加0.1wt%RE能显著提高ZM5合金的抗氧化性能,在连续升温过程中氧化增重主要发生在500～700℃,生成的保护性氧化膜主要由RE2O3、MgO、Al2O3和Mg17Al12组成,厚度为2.5～3.5μm,合金力学性能和切削阻燃效果均得到显著改善。     

纳米颗粒对ZM5镁合金微弧氧化涂层耐磨和耐蚀性能的影响

目的 进一步提高ZM5镁合金微弧氧化(MAO)涂层的耐磨和耐蚀性能。方法 在镁合金表面制备了不含与含有SiC和CeO₂纳米颗粒的3种MAO涂层。使用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD),对MAO涂层的表面形貌和成分结构进行分析,通过摩擦试验测试了涂层的耐磨性能,通过极化曲线(Tafel)和电化学阻抗谱(EIS)测试了涂层的耐蚀性能。结果 含有SiC纳米颗粒的MAO涂层厚度、硬度分别提升了19.40%、86.56%,含有CeO₂纳米颗粒的MAO涂层厚度、硬度分别提升了3.74%、44.59%。含有SiC纳米颗粒的涂层孔隙率升高6.60%,而添加Ce O2使涂层的孔隙率下降23.90%。摩擦试验表明,不含纳米颗粒的MAO涂层磨痕深度为36.4μm,而含有纳米颗粒的涂层磨痕深度可以忽略不计。Tafel试验表明,CeO₂纳米颗粒可以显著降低MAO涂层的腐蚀电流密度,从1.41×10^-9 A/cm²降至5.72×10^-10...     

表面扩渗Al,Zn处理对ZM5镁合金性能的影响

通过铝锌(Al,Zn)混合粉对ZM5镁合金进行了表面固态扩渗铝锌(Al,Zn)处理,在衬底形成了Mg-Al-Zn合金层.研究结果表明:Mg-Al-Zn合金层主要由Mg-Al-Zn固溶体和Mg-Al-Zn金属间化合物(Al6Mg10Zn,Al5MgllZn4)组成,该合金层不仅使ZM5镁合金表面合金层显微硬度显著提高,而且在盐水浸泡腐蚀过程中,在衬底与腐蚀介质之间起到了良好的屏障作用,从而赋予试样良好的腐蚀性能.     

ZM5镁合金表面高能微弧沉积ZL301铝合金的研究

使用高能微弧火花沉积机在ZM5镁合金表面上沉积ZL301合金。对沉积层进行了金相观察、线扫描分析、显微硬度测试、电化学测试和腐蚀形貌的观察。结果表明，沉积层和基材为冶金结合。XRD物相分析表明，镁合金基材主要由α—Mg和β-Mg17Al12组成，而沉积层由α—Mg，A12Mg和β-Mg17Al12组成，沉积层显微硬度最高可达220HV。极化曲线测试出现3个腐蚀电位，即活化区、钝化区和活化一钝化过渡区。结果说明高能微弧火花沉积显著提高了ZM5镁合金的耐腐蚀性。     

Laser Cladding of an Al-11.7Wt%Si Alloy on ZM5 Magnesium Alloy to Enhance the Corrosion Resistance

MG and its alloys are widely used in aerospace andautomotive in industry.Its poor corrosion resistancerestricts application of Mg alloy.Laser cladding andlaser surface melting are advantageous processes forimprovement of the corrosion resistance of themagnesium alloy[1-2].In the present study,lasercladding of an Al-11.7Wt%Si alloy with two differentthickness on ZM5die cast alloy was performed withCC>2laser with different powder thickness.1.Experimental ProcedureDie cast plates of ZM5Mg a…     

纳米石墨改性ZM5镁合金微弧氧化陶瓷层摩擦磨损性能

添加纳米石墨颗粒的硅酸盐溶液中制备ZM5合金微弧氧化陶瓷层,利用SEM、EDS和XRD分析了涂层的微观形貌、成分及物相组成,用球-盘干磨损试验对涂层的室温摩擦磨损行为进行研究。结果表明,纳米石墨改性微弧氧化陶瓷层主要由Mg2SiO4、少量的MgO、Mg和C相组成,石墨以机械形式分散于陶瓷层中并起到减摩作用。4.9N载荷下体积磨损率为9.19×10-5 mm3/Nm,是无石墨微弧氧化陶瓷层的1/3,ZM5基体的1/14;9.8N载荷下体积磨损率为1.44×10-4 mm3/Nm,是无石墨微弧氧化陶瓷层的2/5,ZM5基体的1/8,与无石墨微弧氧化陶瓷层相比显著提高了镁合金基体的耐磨性,且其室温干摩擦磨损机理为疲劳磨损,磨痕呈疲劳剥落形貌。     

固相合成道次对ZM6-Ce镁合金组织和性能的影响

采用固相合成法合成ZM6镁合金废屑和Mg-Ce中间合金屑,研究挤压合成次数对合成镁合金棒组织和性能的影响,并讨论其断裂行为。结果表明:一次挤压后,Mg-Ce中间合金屑没有被破碎,合金的力学性能较差。经5次挤压后,Mg-Ce中间合金屑的均匀分布使合金的力学性能有较大的改善。随着挤压次数的增加,合金的抗拉强度和延伸率增大,增大的幅度随着挤压次数的增加而变小。5次挤压后,合金的抗拉强度为300 MPa,延伸率为14.8%,试样的断裂方式为穿晶韧窝断裂。     

Al4C3和铈复合添加对ZM5镁合金组织和力学性能的影响

通过复合添加Al4C3和合金化元素Ce来改善ZM5镁合金的组织和力学性能。结果表明,Al4C3和Ce的添加使得ZM5合金的组织显著细化,Al4C3和Ce的复合添加产生新相Al4Ce。由DTA分析可知,Al4C3与Ce的添加,使得ZM5合金在较小的过冷度下就能得到细晶组织。拉伸试验测试结果表明,在T6条件下,Al4C3和Ce的添加能显著提高ZM5合金的抗拉强度,延伸率虽有提高,但其绝对值偏低。Al4C3和Ce的添加使得ZM5合金的断裂机制从解理断裂变为准解理断裂。     

生长速率对镁合金微弧氧化膜结构及耐蚀性的影响

硅酸盐电解液体系中对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理,膜层厚度相同但生长速率不同是本研究的实验设计特色。通过调节电源电压,使得膜层的生长速率分别为1μm/min、5μm/min、15μm/min和25μm/min,从而制备出生长速率不同但厚度相同的微弧氧化膜层,对膜层的微观结构及耐蚀性进行定性及定量研究,从实验室研究及实际应用角度对不同生长速率的各膜层进行综合对比分析。结果表明,生长速率对膜层的表面孔隙率、微孔的尺寸及数量,膜层的质量及质量厚度比,以及膜层耐蚀性均有较大的影响,但对膜层中的成分及元素分布基本无影响;在工业应用中,膜层生长速率的选择,应将膜层的生产效率和膜层性能统筹考量,本研究中生长速率为15μm/min的膜层显示出这样的优势。