加压幅度对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

研究了硅酸盐体系中加压幅度对AZ91D镁合金微弧氧化膜层结构及耐磨、耐蚀性能的影响.结果表明:随着加压幅度的增大,微弧氧化膜层的厚度、孔隙度和结合力都呈先增大后减小的趋势,且都在加压幅度为20 V时出现了最大值;粗糙度随着加压幅度的增大而增大.当加压幅度不小于25 V时微弧氧化膜层耐蚀能力强.     

添加剂对AZ91D镁合金微弧氧化膜的影响

以铝酸钠和氢氧化钠为主要组元,分别添加蒙脱石、EDTA、阿拉伯树胶的电解液对AZ91D镁合金进行微弧氧化,并用sEM、EDS、XRD和动电位极化曲线分析其微观组织结构和耐腐蚀性.结果表明,3种膜层的表面呈蜂窝状微观形貌,陶瓷氧化膜中主要存在相有MgAl2O4、MgO和Mg2siO4.与AZ91D镁合金基体相比其耐蚀性均有不同程度提高,其中以蒙脱石添加后膜层的耐蚀效果最好.     

固溶处理对AZ91D镁合金微弧氧化的影响

研究AZ91D镁合金的固溶处理对其微弧氧化成膜的影响.结果表明:固溶态基体由于成分分布均匀而能够迅速成膜并长大,且在相同的微弧化处理时间内其膜层厚度始终大于铸态基体上的膜层厚度,提高幅度约为40%;随反应时间的延长,膜层厚度逐渐增加,微弧氧化膜表面的喷射空洞和喷射沉积物呈现粗大化趋势,膜层表面粗糙度也随之增大;在微弧氧化反应初期,固溶态基体上膜层粗糙度较小;反应约100 S后,固溶态基体膜层的粗糙度逐渐超过铸态基体膜层的粗糙度;当微弧氧化膜厚度相同时,固溶态基体上膜层的粗糙度始终小于铸态基体膜层的;微弧氧化膜上存在微裂纹,铸态基体膜层上的裂纹深而长,呈连续分布且随处可见;固溶态基体膜层上裂纹浅而短,呈单个分布且数量较少;固溶处理带来的基体成分的均匀化能降低微弧氧化生成同厚度膜层的能耗.     

电解液组分对AZ91D镁合金微弧氧化膜层耐蚀性的影响

在含有Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7的硅铝复合电解液中,采用恒电流方式对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理。利用扫描电镜、膜层测厚仪、全浸泡试验和极化曲线等方法研究了陶瓷膜层的形貌特征、厚度以及耐蚀性能。结果表明,随着Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3及C6H5Na3O7含量的增加,微弧氧化陶瓷膜层的耐蚀性基本均呈现出先提高后降低的变化趋势;经正交试验优化后,当电解液中Na2SiO3、NaAlO2、Na2B4O7、NaOH、C3H8O3和C6H5Na3O7的含量分别为15g/L、9g/L、2g/L、3g/L、5mL/L及7g/L时,膜层耐蚀性最好。经过微弧氧化处理后试样的腐蚀电流密度较镁合金基体降低了近2个多数量级,自腐蚀电位提高了近73mV,镁合金的耐蚀性能得到了显著提高。     

微弧氧化对AZ91D镁合金力学性能的影响

利用扫描电镜观察AZ91D镁合金微弧氧化膜形貌,通过静拉伸试验和疲劳试验研究微弧氧化后AZ91D镁合金试件的抗拉强度和疲劳性能,借助体视显微镜和扫描电镜观察疲劳断口形貌。结果表明,微弧氧化陶瓷膜内层致密,具有良好的韧性,并且与基体结合强度高,微弧氧化处理对 AZ91D镁合金的抗拉强度没有影响。微弧氧化处理后,在均值S_m=4.72 kN、幅值S_a=3.15 kN、应力比R=0.2、载荷为等幅谱及频率为10 Hz疲劳试验条件下,AZ91D 镁合金的平均疲劳寿命为54148次循环,与化学氧化处理相当。     

氧化时间对AZ91D镁合金微弧氧化膜微观组织和性能的影响

采用恒定小电流密度工艺于硅酸盐体系中在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜.采用数字式涂层测厚仪、扫描电子镜、表面粗糙度测量仪和涂层附着力划痕试验机等研究其微观结构,利用电化学工作站和球-块往复式摩擦试验机进行耐蚀性和耐磨性的评定.结果表明:随着氧化时间的延长,阳极电压趋于稳定;氧化膜层的厚度和粗糙随之增大;氧化膜层的结合力、孔隙率则先增大后减小,都在60 min时出现最大值;膜层表面熔融物颗粒尺寸增大,大孔洞的数目随之增多,且分布变得不均匀;氧化时间为40 min时制备的膜层耐蚀能力最强并具有良好的耐磨性.     

AZ91D镁合金微弧氧化工艺参数的研究

微弧氧化技术是一种在金属表面原位生长陶瓷膜的先进成形技术,是镁合金表面处理技术的重点发展方向,微弧氧化过程复杂,选择合适的工艺参数,优化工艺过程,对进一步提高膜层的性能来说至关重要。本课题通过试验研究了电流密度、占空比、频率和氧化时间对AZ91D镁合金陶瓷膜性能的影响,对工艺参数进行了优化。试验结果表明,AZ91D镁合金微弧氧化最佳的工艺参数:电流密度为1.0A/dm2、频率为600Hz、占空比为20%、微弧氧化时间为20min。     

SiC颗粒增强的AZ91D镁合金微弧氧化膜层的结构与性能研究

在硅酸盐体系的电解液中加入SiC粉末,对AZ91D镁合金进行微弧氧化处理.用SEM、XRD分析加入SiC粉末对微弧氧化膜层的表面形貌特征和物相成分的影响.结果表明,加入SiC粉末后微弧氧化膜层表面的微孔变少且直径减小;膜层物相成分中增加了SiC相.在w(NaCl)=3.5%溶液中的电化学腐蚀实验结果表明,加入SiC粉末后所制备的膜层的耐腐性能显著提高.在硅酸盐体系的电解液中加入SiC粉末(浓度为5g/L),频率600Hz、占空比30%、平均电流密度15A/dm<'2>时,可获得耐腐蚀性能较好的微弧氧化膜层.     

电参数对AZ91D镁合金微弧氧化过程和膜层的影响

在硅铝复合电解液中,采用不同的电参数在AZ91D镁合金表面制备微弧氧化膜。利用扫描电镜(SEM)观察了膜层表面微观形貌;通过膜层测厚仪测量了氧化膜的厚度。结果表明,随着电流密度、占空比或者氧化时间的增大,膜层的不均匀程度都逐渐增大,表面放电孔洞尺寸变大,数量减少;电流密度大于10A/dm2或氧化时间超过15min时,微弧氧化过程会出现熄弧阶段;膜层厚度随着电流密度的增加而呈现近似线性增加后趋于稳定的变化趋势;而随着占空比或者氧化时间的延长,膜层厚度则逐渐增大。     

AZ91镁合金微弧氧化处理研究

研究了AZ91镁合金的微弧氧化处理,结果表明,在不同处理时间AZ91镁合金表面分别形成了厚度为28～106 μm的陶瓷膜层.膜层分外层膜和内层膜两层,内层膜质地较为致密;外层膜质地较为疏松.疏松层主要成分为Mg2SiO4 和 MgSiO3,致密层主要成分为MgO.     

钕对AZ91镁合金铸态组织的影响

利用光学显微镜、电子探针和X射线衍射仪研究Nd对AZ91镁合金铸态显微组织的影响，并利用Imagetool软件测量晶粒尺寸和面积。结果表明：少量Nd对α-Mg晶粒有显著的细化作用，平均晶粒尺寸由108μm降至约31μm，晶粒面积也明显减小，Nd的最佳加入量为0．5％。此外，Nd的加入致使β-Mg17Al12相弥散细小，组织中出现了粒状或针状Al3Nd化合物。     

高压热处理对AZ91D镁合金组织的影响

采用高压六面顶压机对AZ91D镁合金进行热处理。使用X射线衍射仪、金相电镜、场发射扫描电镜研究热处理压力对AZ91D镁合金微观组织的影响。结果表明,高压热处理后的镁合金的仍由基体α-Mg和β-Mg17Al12相组成,但高压热处理后β-Mg17Al12相的形态和分布发生了明显变化。随着压力的增大,β-Mg17Al12相析出量减少,Al原子在基体中的固溶度增加。此外,高压热处理可细化晶粒,压力为2 GPa时效果最佳。     

Reheating microstructure of refined AZ91D magnesium alloy in semi-solid state

By means of equal channel angular extrusion (ECAE) test, upsetting test and metalloseope, reheating mierostruetures of raw casting ingots, materials prepared by SIMA and materials extruded by ECAE in semi-solid state were investigated. The results show that compared with those of raw casting ingots and materials prepared by SIMA, reheating microstrueture of materials extruded by ECAE is the best and the final grain size is the finest. With increasing holding time, a growing phenomenon occurs in reheating microstrueture of materials extruded by ECAE, which can be described by Ostwald ripening law. The average grain size increases firstly, subsequently decreases and the shape factor of grains approaches to 1 as the reheating temperature increases. With increasing equivalent strain, the average grain size decreases. This demonstrates that reheating material extruded by ECAE technology is a good method to prepare AZ91D magnesium alloy semi-solid billets.     

等径道角挤压AZ91D镁合金的半固态组织演变

通过半固态重熔实验,并利用金相显微镜,对等径道角挤压AZ91D镁合金的半固态组织演变进行了研究.结果表明:等径道角挤压后二次加热等温处理是一种适于AZ91D镁合金的制坯方法,加热温度对坯料的组织有很大影响.当保温时间一定时,随着加热温度的升高,先是球化效果越来越好,后来发生晶粒合并长大现象,晶粒尺寸也会逐渐长大,当保温时间为15 min,加热温度为560℃时,二次加热组织最好;当加热温度一定时,随着保温时间的延长,晶粒尺寸有长大的趋势,当加热温度为560℃,保温时间为15 min时组织球化效果最好,晶粒最细小;当加热温度和保温时间一定时,随着挤压次数的增加,二次加热组织的晶粒尺寸减小.     

炉料微观组织对AZ91D镁合金重熔行为的影响

通过重熔化学成分相同的AZ91D压铸件和铸锭,研究了炉料组织对镁合金AZ91D金相形貌、晶粒组织及力学性能的影响。结果表明:与铸锭重熔后相比,压铸件重熔后共晶体的离异程度较大,平均晶粒尺寸较小;经过相同保温时间,压铸件重熔后的抗拉强度、屈服强度及断裂延伸率均较高;随保温时间的延长,两种炉料重熔后的力学性能均得到了提高。采用DTA分析了炉料重熔后的凝固过程,凝固过程中过冷度较小是压铸件重熔后晶粒尺寸小于铸锭重熔后晶粒尺寸的热力学原因。     

La-Ce混合稀土对AZ91D合金组织和性能的影响

以AZ91D镁合金作为研究对象,探究了La-Ce混合稀土含量对其组织性能的影响。结果表明:在AZ91D镁合金中加入混合稀土La-Ce后,铸态组织为网状β-Mg₁₇Al₁₂相及少量杆状稀土化合物。且随着稀土含量增多,β-Mg₁₇Al₁₂和杆状稀土化合物被细化。经固溶时效处理后,随稀土含量增加,试验合金伸长率增大,硬度和抗拉强度均先增后降,稀土含量为2.38%时,合金力学性能最佳。     

原始组织对半固态AZ91D镁合金重熔行为的影响

采用水淬法研究了具有5种不同凝固组织的AZ91D镁合金半固态熔化过程的行为.结果表明:增加冷却速率、预变形处理和晶粒细化有利于初始凝固组织中存在的非平衡组织的分散细化.原始组织中的非平衡共晶组织在加热过程中大部分扩散溶解而溶入基体中,剩余部分在加热过程中首先熔化;冷却速率越大或预变形处理以后的试样在熔化过程中更容易发生二次枝晶臂之间的合并.提出半固态熔化过程可分为成分均匀化、共晶熔化及部分初生相的熔化和球化完成3个阶段,不同熔化阶段的控制性因素不同.熔化后的半固态组织中固态颗粒的尺寸和形貌主要与初始组织的形貌、加热过程中非平衡组织的溶解速度及加热速度有关.     

不同搅拌速度下AZ91D镁合金熔体非枝晶组织的形成机理

以AZ91D镁合金为试验材料,采用双螺旋半固态浆料制备装置,研究了在液相线附近施加不同搅拌速度时,镁合金熔体凝固过程中非枝晶组织的形成机理及演变特征。结果表明:搅拌温度为605℃,搅拌速度950 r/min时,坯料组织中初生α-Mg变得细小圆整,主要以球状晶为主,由于强烈的搅拌使得熔体内部温度场与浓度场均匀,有利于晶核生长成球状;搅拌温度为590℃时,在较低的搅拌速度下就可以观察到球状初生α-Mg晶粒,且随着搅拌速度的提高,组织中初生α-Mg数量增多,晶粒逐渐变得细小、圆整,主要由于搅拌速度的增大对球晶的生长起到了抑制作用。