基于镁合金微弧氧化膜层的腐蚀实验研究

本文主要通过微弧氧化工艺优化了AZ31B镁合金的腐蚀性能。在硅酸盐电解液里边,通过改变微弧氧化频率、占空比、电流密度、微弧氧化时间做了四因素三水平的正交实验,发现当频率为1000Hz、占空比为20%、电流密度为1.2A、时间为10min时,膜层自腐蚀电位最低。相较于镁合金基体,自腐蚀电位增加了522mV,极大的降低了镁合金自发性腐蚀的倾向性,因此提高了AZ31B镁合金的耐蚀性。     

AZ31镁合金在Al(NO_3)_3溶液中的电化学行为和放电性能

通过对腐蚀析氢行为、开路电位、动电位极化曲线、交流阻抗谱和恒流放电性能等的测试与分析,研究了AZ31镁合金在不同浓度Al(NO_3)_3溶液中的电化学行为和放电性能。结果表明:随着Al(NO_3)_3溶液浓度的增大,AZ31镁合金的开路电位和自腐蚀电位负移,交流阻抗值减小,放电活性增强;与镁盐电解液相比,AZ31镁合金在0.6mol·L~(-1) Al(NO_3)_3溶液中的恒流放电电压较高、放电曲线平稳、放电效率高、放电容量大;放电过程中AZ31镁合金电极表面生成2Mg(OH)_2·Al(OH)_3,促进Mg(OH)_2从电极表面脱落,有利于电解液与电极表面充分接触,使AZ31镁合金电极具有较高的放电活性与放电稳定性。     

激光喷丸诱导镁合金表面微织构的电化学腐蚀性能

利用脉宽为8 ns的Nd:YAG脉冲激光对AZ31B镁合金表面进行激光喷丸处理,研究激光喷丸诱导微织构对AZ31B镁合金耐腐蚀性能的影响,进行表面微织构的形貌分析,测量试样表面的动电位极化曲线。结果表明,激光喷丸产生的微织构周围未出现烧蚀现象,其微凹坑的直径和深度随激光能量的增加而增大,随喷丸次数的增加呈现先增大后趋于饱和趋势。与未处理试样相比,在相同微织构间距下,激光能量为1.0 J、1.5 J、2.0 J时试样的自腐蚀电位分别向正移95 m V、123 m V、151 m V,自腐蚀电流密度分别减少36.48%、50.26%、60.42%;在相同激光能量下,微织构间距为1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm试样的自腐蚀电位分别向正移145 m V、134 m V、123 m V,自腐蚀电流密度分别减少50.26%、46.19%、44.34%。研究表明激光喷丸诱导的微织构提高了AZ31B镁合金表面的耐腐蚀性,且激光能量越高,喷丸间距越小,抗腐蚀性能越好。     

温度对AZ31B镁合金扩散连接接头性能的影响

为实现镁合金AZ31 B的可靠连接,根据原子扩散理论,对AZ31 B镁合金进行了扩散连接工艺研究.利用VDW-15型扩散设备,对AZ31B镁合金进行了在不同连接温度条件下的扩散连接.利用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析仪器等对扩散连接接头组织及连接界面元素成分进行了分析,测试了接头的剪切强度.结果表明,AZ31B镁合金的...     

激光喷丸对AZ31B镁合金电化学性能的影响

采用波长为1 064nm、半高峰宽为15ns、光斑大小为Φ3mm、脉冲能量为10J、频率为5Hz的激光对AZ31B镁合金薄板进行表面喷丸处理。采用显微镜和透射电镜观测激光冲击前后的微观结构。结果表明:激光喷丸之后,在AZ31B镁合金表面制得晶粒大小在24nm左右的纳米晶;试样表面粗糙度从2.36μm降为1.14μm;试样腐蚀电位增大了51mV,腐蚀电流减少了92.1%。激光喷丸处理后AZ31B镁合金抗腐蚀能力的提高归因于激光喷丸诱导的晶粒细化和表面粗糙度的下降。     

镁合金磁控溅射镀铝耐蚀防护层研究

在AZ31镁合金表面进行了磁控溅射铝防护层的镀覆,并研究了镀层的成分分布、形貌、显微力学性能、防腐蚀性能及工艺条件对镀层的影响。结果表明：直径为1～2μm的细小晶粒均匀在镁合金基体表面沉积形成致密铝镀层,镀层和基体之间存在混融的过渡层;镀层表面粗糙度在2μm以下并与基体结合良好,其硬度、弹性模量等高于镁合金基体并具有一定韧性和弹塑性能;适当降低氩气压力,提高溅射电流,可改善镀层质量。镀层提高了镁合金基体的自腐蚀电位并降低了腐蚀电流,从而抑制了腐蚀倾向,但自腐蚀电位低于热喷涂铝电位且腐蚀电流高于微弧氧化处理电流。     

Na_2MoO_4对AZ61镁合金电化学行为的影响

为提高AZ61镁合金阳极的活化性能并抑制它的腐蚀,在MgSO4溶液中加入不同质量分数(0,0.5%,1.0%,2.0%,5.0%)的Na2MoO4配制电解液,研究了Na2MoO4对AZ61镁合金电化学行为的影响。结果表明:Na2MoO4能大幅抑制AZ61镁合金的腐蚀,并提高其活化程度;当Na2MoO4的质量分数为2.0%时,AZ61镁合金的缓蚀率高达68.4%,且活化程度最高,在-1.25V时的电流密度高达18.5mA·cm-2,开路电位和活化电位的负移程度均最大,分别为-1.39V和-1.37V;缓蚀剂Na2MoO4的缓蚀机理属于阳极抑制型缓蚀。     

AZ31B镁合金手机外壳拉深模具设计

以AZ31B镁合金手机外壳的拉深模具设计和实际生产为例,对AZ31B镁合金的拉深成形过程进行研究。实际生产表明,选取合适的模具结构和参数可以改善AZ31B镁合金板材的拉深成形性能;在拉深成形时,通过对坯料温度和模具温度等主要影响因素的控制,可有效地消除AZ31B镁合金在拉深过程中的拉裂缺陷。     

激光冲击AZ31镁合金的腐蚀疲劳特性研究

为探究激光冲击对AZ31镁合金腐蚀疲劳性能的影响,采用钕玻璃激光器激光冲击处理AZ31镁合金表面,采用透射电子显微镜观察激光冲击后镁合金表层的微观组织,分别在3.5%(wt)氯化钠溶液和空气中测试其三点弯曲腐蚀疲劳性能。微观组织表明激光冲击波导致镁合金表面层产生超高应变速率塑性变形,晶粒内部存在与孪晶相互交叉、相互缠结的高密度位错而导致晶粒细化;腐蚀疲劳曲线表明激光冲击试样疲劳寿命高于冲击前试样,在空气中疲劳寿命提高约38.25%,在溶液中疲劳寿命提高约183.47%,激光冲击AZ31镁合金所产生的微观组织和残余应力是降低其裂纹扩展速率的主要因素。     

304不锈钢表面Cr-N涂层耐腐蚀性能分析

基于动态电位极化腐蚀测试结果,在通入H2和O2的环境中,腐蚀电阻大小分别是C r2N304不锈钢裸片和304不锈钢裸片C r2N。静态电位极化腐蚀测试显示在模拟阳极条件中,304不锈钢(C r2N涂层)展现了比304不锈钢裸片低的极化电流密度,但是随着时间增长,电流密度变高了,因为腐蚀已经在微孔洞区域开始了。在模拟阴极环境中,由于在微孔洞区域的不锈钢基底已经发生钝化,因此提供了高的腐蚀保护,在涂层中的微孔洞的负面影响变小了。     

AZ31B镁合金在不同温度下的微动磨损行为

采用球/平面接触方式在自制的试验设备上对AZ31B镁合金进行切向微动磨损试验,研究了AZ31B镁合金在20,100,200,300℃下的微动磨损行为,并分析了其磨损机制和摩擦氧化作用。结果表明:在不同试验温度下,镁合金的微动主要通过滑移来实现;随着试验温度的升高,上升阶段时的摩擦因数增大,摩擦因数到达峰值和稳定阶段所需的循环次数减小;随着试验温度的升高,AZ31B镁合金的磨损体积和摩擦副的总磨损体积均先减小后增大,200℃时,AZ31B镁合金的磨损体积最小;在微动磨损过程中,AZ31B镁合金磨痕表面的摩擦氧化起主导作用;当试验温度低于200℃时,AZ31B镁合金磨痕表面形成了铁的氧化物转移膜,磨损体积随试验温度的升高而减小,但在300℃时,铁的氧化物转移膜被破坏,磨损体积增大。     

挤压温度对AZ31镁合金电化学性能和腐蚀形貌的影响

采用平面分流模具热挤压成型制备了内部镶嵌钢芯的AZ31镁合金牺牲阳极,研究了挤压温度对其成形性能、显微组织、电化学性能以及在模拟土壤环境(饱和CaSO4-Mg(OH)2溶液)中腐蚀形貌的影响。结果表明:当挤压比为12,挤压温度为320~410℃时,AZ31镁合金阳极表面成形良好;晶粒尺寸随着挤压温度的升高先减小后增大,最小晶粒尺寸达到12.2μm;随着挤压温度的升高,镁合金电流效率和开路电位均先增大后减小,而表面腐蚀程度先减轻后加深,当温度为380℃时,电流效率和开路电位达到最大,分别为63.93%,-1.586V,此时表面点蚀孔数量最少,腐蚀程度最轻。     

变形镁合金AZ31的研究进展

综述了国内外AZ31镁合金的研究进展.分别介绍了AZ31镁合金组织、力学性能及变形行为研究现状,讨论了合金元素对AZ31镁合金的影响,并对变形镁合金AZ31耐蚀性的相关研究进行了总结.最后对AZ31镁合金的发展前景进行了分析.     

AZ31B镁合金/6061铝合金异质金属连接件整体微弧氧化膜的制备及其结构

对AZ31B镁合金和6061铝合金异质金属铆接件进行了微弧氧化,研究了不同时间微弧氧化膜的微观形貌、物相组成、电化学性能、硬度等,对比分析了微弧氧化过程中镁合金、铝合金表面氧化膜的形成过程。结果表明:经过10min的微弧氧化后,该连接件整体被氧化膜包裹,氧化膜与2种合金基体均紧密连接,且均由致密层和疏松层组成;镁合金表面氧化膜主要由MgO、少量硅酸盐和氟化物组成,而铝合金表面氧化膜主要由Al_2O_3及少量硅酸盐组成;微弧氧化提高了连接件中镁合金、铝合金的腐蚀电位,降低了二者的腐蚀电位差,有效缓解了电偶腐蚀的发生。     

AZ31B镁合金在高周疲劳过程中的加工硬化/软化行为及温度变化

使用红外热像仪测试AZ31B镁合金在疲劳和拉伸过程中的温度变化,并对疲劳后的AZ31B镁合金试样进行拉伸试验,研究了疲劳过程中该合金的加工硬化/软化行为。结果表明:当疲劳时的最大应力高于其疲劳强度时,AZ31B镁合金在疲劳过程中的温度变化可依次分为初始升温阶段、温度下降阶段、温度稳定阶段、快速升温阶段和断裂后自然降温阶段;随循环次数增加,试样交替发生加工硬化和软化,导致疲劳后试样的抗拉强度呈先增后降再增的变化趋势;由于疲劳时不同应力水平引起了不同程度的加工硬化,使得疲劳后试样的抗拉强度随疲劳时最大应力的增大而增大。     

AZ61镁合金在NaCl溶液中的腐蚀行为研究

镁合金因其良好的性能得到广泛的应用,但其较差的耐蚀性限制了其应用范围.从AZ61镁合金在NaCl溶液中的腐蚀形貌和腐蚀速率着手,研究了腐蚀时间和NaCl浓度对AZ61镁合金腐蚀行为的影响.实验表明,随着腐蚀时间的延长,AZ61镁合金的腐蚀速率减小.随着氯化钠浓度的增加,相同时间内AZ61镁合金的腐蚀速率增加,腐蚀程度加重.这主要是由于溶液中的Cl-破坏镁合金表面形成的保护膜,高的Cl-浓度加速镁合金腐蚀的缘故.     

AZ31镁合金板在PBS模拟体液中的腐蚀行为和拉伸性能

将AZ31镁合金板浸泡于磷酸盐缓冲液(PBS)模拟体液中,对其腐蚀行为和拉伸性能随浸泡时间的变化规律进行了研究。结果表明:AZ31镁合金板的弹性模量和断后伸长率与腐蚀速率的变化规律一致,均随浸泡时间的延长呈指数规律下降;浸泡28d后,弹性模量和断后伸长率分别下降了约10%和20%,抗拉强度的下降不足5%。     

镁合金表面再制造AlCoTi非晶涂层组织及力学性能研究

采用高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金表面制备了高非晶含量AlCoTi涂层,研究了涂层显微组织、力学性能、摩擦磨损及电化学腐蚀性能。结果表明,涂层呈典型的层状结构,其结构紧凑,与镁合金基体结合良好,孔隙率约为1.63%。涂层的组织主要由非晶相、纳米结构的α-Al和Al3Ti相组成。相比于AZ91镁合金,AlCoTi非晶涂层具有更高的显微硬度和耐磨性能：涂层的显微硬度约为511.3Hv0.1,远高于AZ91镁合金(62Hv0.1);在相同的磨损条件下,非晶涂层相对耐磨性约为晶体结构AZ91镁合金的3.9倍,其主要磨损机制为脆性剥落。在0.6 mol/L NaCl溶液中,非晶涂层自腐蚀电位、自腐蚀电流密度和电荷转移电阻分别为-0.696V、0.741 8μA/cm²和33 660?·cm²,明显优于AZ91镁合金的-1.392V、769.3μA/cm²和1 914?·cm²。通过对镁合金表面不同防护涂层的电化学腐蚀性能和显微硬度比较分析,本研究为镁合金提供一种低成本、高性能的涂层材料及再制造关键技术。     

漏磁检测剩余磁场对油气管道直流杂散电流腐蚀行为的影响

为探究管体磁化产生的磁场对油气管道直流杂散电流腐蚀行为的影响,采用自行设计试验装置模拟管道真实漏磁场,以恒电位阳极极化、电化学阻抗谱、表面分析技术及失重法研究了库尔勒土壤模拟液中磁化及未磁化的L360管线钢试样在0.5 V恒定阳极极化电位下的极化腐蚀电流、腐蚀失重、腐蚀产物和腐蚀形貌的差异。试验结果表明,磁化管体的磁场使干扰电位强度为0.5 V的直流杂散电流腐蚀速率增加21%,但对腐蚀形貌影响不明显。磁场作用机理分析表明,磁场产生的洛伦兹力驱动反应界面附近腐蚀介质旋转运动,从而增大反应物的扩散速率,减小反应界面铁离子浓度及界面扩散层厚度,从而增大腐蚀速率;磁场梯度力作用下,腐蚀坑内聚集更高浓度的Fe²⁺使腐蚀受到一定程度抑制。磁场使管线钢直流杂散电流腐蚀速率大幅提升,应提高开展过漏磁内检测的油气管道直流杂散电流评价标准。     

AZ31镁合金板材成形极限及温热成形应变速度研究

AZ31镁合金板材的伸长率随着温度和高温下应变速度的变化而改变，所以在研究AZ31镁合金板材的温成形性能时，必须考虑温度和变形速度对其的影响。在本文中，在不同成形条件下，对板材进行半球形凸模的拉伸试验和强度测试试验，并结合有限元模型，分析了温度和应变速度对AZ31板材的温成形性的影响。