Effect of corrosion on mechanical behaviors of Mg-Zn-Zr alloy in simulated body fluid

The main purpose of this paper is to investigate the effect of corrosion on mechanical behaviors of the Mg-Zn-Zr alloy immersed in simulated body fluid （SBF） with different immersion times. The corrosion behavior of the materials in SBF was determined by immersion tests. The surfaces of the corroded alloys were examined by SEM. The tensile samples of the extruded Mg-2Zn-0.8Zr magnesium alloy were immersed in the SBF for 0, 4, 7, 10, 14, 21 and 28 d. The tensile mechanical behaviors of test samples were performed on an electronic tensile testing machine. SEM was used to observe the fracture morphology. It was found that with extension of the immersion time, the ultimate tensile strength （UTS）, yield strength （YS） and elongation （EL） of the Mg-2Zn-0.8Zr samples decreased rapidly at first and then decreased slowly. The main fracture mechanism of the alloy transformed from ductile fracture to cleavage fracture with the increasing immersion times, which can be attributed to stress concentration and embrittlement caused by pit corrosion.     

马氏体相变温度变化对TiNi合金磨损性能的影响

利用等通道转角挤压工艺原理，在挤压模具通道转角为90°，温度为750、850℃，挤压速率为25mm／s条件下，对TiNi合金进行晶粒细化加工处理。在干摩擦条件下对细晶TiNi合金的磨损特性进行了实验研究。结果表明，原态钛镍合金的晶粒由60μm细化到小于10μm，晶粒细化后的TiNi合金的耐磨性能得到显著提高。分析了马氏体相变温度变化对TiNi合金耐磨性能的影响机理。     

退火对ECAP纯铝组织结构、力学及腐蚀性能的影响

为研究高温后超细晶纯铝的力学性能和耐腐蚀性能变化,本文在室温下对99.6%的纯铝(CP-Al)进行等通道转角挤压(ECAP)后,获得超细晶纯铝.在8道次、Bc挤压路径,不同退火温度下,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、单向拉伸与硬度测试及电化学测试分析,对其力学性能、组织结构、耐腐蚀性进行了研究.实验结果表明,随着退火温度的升高,8道次ECAP纯铝的强度和硬度降低,塑性逐渐提高;其在未退火及150、250、350 ℃退火后的硬度和抗拉强度分别为99.4HV,279.6 MPa、94HV,276.2 MPa、80HV,220.6 MPa、47HV,209.5 MPa;延伸率分别为4.89%、5.68%、9.81%、12.10%;晶粒尺寸由612 nm增加到1 314 nm,晶面取向发生变化.在质量分数为3.5% NaCl溶液中,对8道次ECAP纯铝在不同退火温度下分别进行了极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)测试,并观察了显微结构图,结果表明,ECAP 8道次挤压后,随着退火温度的增加纯铝的腐蚀电流密度由未退火时的5.756 μA/cm²略减少到150 ℃的5.732 μA/cm²,而后增加到300 ℃的6.846 μA/cm²,腐蚀形貌发生改变.退火温度为150 ℃时,纯铝表现出更好的耐腐蚀性能,这是由于退火温度增加会减少材料缺陷,但晶粒增大对耐腐蚀性的抑制高于材料微观结构改善对耐腐蚀性的促进.     

镁合金双通道转角挤压有限元分析

基于有限元分析软件建立了双通道转角挤压模型,对AZ91镁合金挤压变形过程进行了模拟,并对挤压变形过程、等效应变、挤压力等模拟结果进行了分析。模拟结果表明:双通道转角挤压所需要的挤压力要大于传统的等通道转角挤压,通道夹角越大,挤压所需要的挤压力越小;双通道转角挤压获得的总的应变更大。     

大塑性变形的AM60镁合金半固态等温处理研究

为了制备晶粒细小且球化程度高的的AM60镁合金半固态坯料,对铸态和等径道角挤压态的AM60镁合金半固态等温处理过程进行了研究.借助金相显微镜对AM60镁合金铸坯和等径道角挤压后的铸坯在半固态等温处理中的微观组织演变进行了观察.研究结果表明:对于AM60镁合金,直接等温处理获得的半固坯晶粒很粗大,其平均晶粒尺寸都在100μm以上,晶粒球化效果不理想,很难获得合格的半固态坯;新SIMA法是一种非常理想制备AM60镁合金半固态坯的方法,利用该方法制备的AM60半固态坯的微观组织晶粒十分细小,平均晶粒尺寸在8～22μm,晶粒球化程度高;随着保温时间的延长,新SIMA法制备的AM60半固态坯的微观组织出现长大现象;随着等温处理温度的升高,固相晶粒的平均尺寸先增加后减小,晶粒球化程度越来越高.     

等径道角挤压制备高力学性能细晶Mg-6Al合金

为了制备高力学性能细晶Mg-6Al合金坯料,采用金相显微镜、材料拉伸实验机等手段对Mg-6Al合金铸坯进行等径道角挤压实验研究.并利用热处理工艺对挤压后材料进行处理,研究热处理工艺参数对材料力学性能的影响规律.结果表明,Mg-6Al合金的铸坯的抗拉强度为196.4MPa,延伸率为12.6%.经过等径道角挤压的Mg-6Al合金坯料的晶粒被大大细化,其晶粒尺寸由铸坯的140μm左右细化到8μm左右.其力学性能有很大提高,抗拉强度由196.4MPa提高到308.2MPa;延伸率由12.6%提高到30.6%.等径道角挤压工艺是一种非常好的制备高力学性能、细晶Mg-6Al合金的工艺方法.固溶和人工时效热处理工艺对等径道角挤压的Mg-6Al合金坯料的强度有较大影响,对延伸率影响较小.     

Microstructural features of failure surfaces and low-temperature mechanical properties of Ti-6Al-4V ELI ultra-fine grained alloy

Microstructural regularities of failure surfaces and low-temperature mechanical characteristics in quasistatic uniaxial tension and compression have been studied for ultra-fine grained structural states of Ti-6Al-4V ELI alloy processed by equal channel angular pressing. Values of the yield stress and uniform strain at 300, 77, and 4.2 K have been compared for structural states of the Ti-6Al-4V ELI alloy that differ in the average grain size and the morphology of α and β phases. Statistical distributions of dimple sizes on the failure surfaces have been studied for different structural states and temperatures. __________ Translated from Problemy Prochnosti, No. 1, pp. 81–84, January–February, 2008.     

Effect of D-fructose on the in-vitro corrosion behavior of AZ31 magnesium alloy in simulated body fluid

The effect of addingd-fructose to simulated body fluid(SBF) on the corrosion behavior of AZ31 magnesium(Mg) alloy at 37.C and at a pH of 7.4 was studied by potentiodynamic polarization(PDP), electrochemical impedance spectroscopy(EIS), potentiostatic polarization and hydrogen(H2) collecting techniques,Raman spectroscopy technique, scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy analysis(XPS) and Fourier transformed infrared(FTIR). The results demonstrated that the addition of fructose enhanced the deposition of phosphates forming thick and compact corrosion products, which inhibited the transmission of aggressive ions into the Mg substrate. As a result, both the anodic dissolution of Mg and negative difference effect(NDE) were suppressed. Thus, the corrosion resistance of AZ31 Mgalloy in SBF was significantly improved.     

ECAP变形对Mg2Si增强耐热镁合金组织及性能的影响

为了提高镁合金的耐热性能,在Mg-Zn合金中加入Si,形成Mg-Zn-Si镁合金.采用ECAP工艺在变形温度为573 K和挤压路径为Bc条件下对Mg-Zn-Si镁合金进行不同道次的变形.运用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对变形后的Mg-Zn-Si镁合金进行了组织表征,对变形后的合金进行了室温拉伸和高温蠕变等力学性能测试.结果表明:随着挤压道次增加,α-Mg基体、Mg Zn相及Mg2Si相均得到细化且分布趋于均匀.1道次挤压后部分基体α-Mg细化,4道次挤压后α-Mg的尺寸减小为5~10μm,且晶粒大小趋于均匀;2道次挤压后Mg2Si相枝晶在原位置破碎为颗粒状,6、8道次挤压后Mg_2Si相呈弥散分布.4道次挤压后合金的屈服强度和抗拉强度均提高120%,伸长率提高353%;8道次挤压后合金的抗拉强度和伸长率与4道次相比变化不大,但屈服强度进一步提高了19%.随着挤压道次增加,高温抗蠕变性能提高,8道次后高温稳态蠕变速率降低5倍.Mg2Si相细化机理为受剪切而机械碎断.     

大塑性变形制备细晶材料的研究、开发与展望

系统介绍了大塑性变形(SPD)细化晶粒的条件和目的,综述了4种主要的大塑性变形工艺的基本原理、特点和应用,剖析了细晶材料的强度和超塑性特征,展示了大塑性变形制备细晶材料的诱人前景和发展方向.     

复合SPD制备超细晶6061铝合金的组织及性能

采用反复镦压和等径角挤压相结合的复合挤压技术,在室温对退火态的6061铝合金进行4道次变形,获得等轴的超细晶铝合金。借助于透射电镜对变形过程的微观组织演变过程进行观察,提出了复合挤压过程中晶粒细化的过程。对不同实验状态的试样进行了硬度和拉伸实验,试样三个垂直面的硬度值增加了1倍,抗拉强度由165 MPa增加到402.7 MPa,但伸长率由26.8%下降到9.7%,复合挤压比等径角挤压对试样的力学性能影响更剧烈。     

连续等通道转角挤压对Al-Ti-C合金组织与性能的影响EI北大核心CSCD

采用连续等通道转角挤压工艺,以连续的方式对Al-Ti-C合金进行多道次挤压,通过观察微观组织演化,探讨晶粒细化机理和力学性能变化。结果表明:连续等通道转角挤压工艺可有效细化Al-Ti-C合金微观组织,晶粒尺寸减小至1μm左右,形变诱导是变形过程中最主要的晶粒细化机制;高密度位错堆积引起Al基体和TiAl_(3)界面的裂纹以及TiAl_(3)内部的空洞产生,裂纹进一步扩展贯穿整个TiAl_(3)颗粒,最终导致第二相TiAl_(3)组织的细化,同时细小的第二相TiAl_(3)组织的钉扎机制和剪切机制促进了Al基体细化;连续等通道转角挤压1道次后,合金硬度提升最明显,与原始态相比提高59.2%;之后随挤压道次的增加,硬度提升的趋势变缓,合金塑性下降,韧性提高。     

第二相粒子对ECAP挤压的2A12铝合金晶粒细化的影响

采用等径角挤压技术对2A12铝合金在室温下进行挤压,成功制备了亚微米尺度的块体铝合金材料.挤压前材料的平均晶粒尺寸约5μm,两次挤压后,平均晶粒尺寸细化至200nm左右.合金中的Al2Cu相在挤压过程中由针状变成了块状颗粒,而Al2CuMg相在挤压过程中晶粒大小基本不变.研究发现,硬颗粒Al.2CuMg对基体α-Al有剪切和割裂作用,可以促进基体的晶粒细化过程,并初步给出了晶粒细化的模型.     

等径角挤压制备AZ91D镁合金的组织与性能

研究了铸态AZ91D镁合金在等径角挤压(Equal Channel Angular Extrusion,ECAE)后的室温力学性能和微观组织特征.在力学性能方面,铸态AZ91D镁合金经过1道次ECAE变形后,室温力学性能(屈服强度、抗拉强度、延伸率、弹性模量)由86.3 MPa,146.3 MPa,1.84%,42.5...     

Fatigue behavior after pre-corroded in a simulated body fluid for ZK60 magnesium alloy prepared by micro-arc oxidation

A bio-ceramic coating was prepared on the surface of ZK60 magnesium alloys by micro-arc oxidation (MAO) method. The substrate (BM) and coated (MAO) specimens were pre-corroded in a simulated body fluid (SBF) for 12 h. Strain-controlled and stress-controlled loading modes were used to conduct fatigue tests for the specimens with non-corroded and pre-corroded, and the cyclic deformation behavior of different specimens was studied. The fatigue life of pre-corroded MAO specimen is higher than that of pre-corroded BM specimen. The mechanism of cyclic deformation under different loading conditions is related to twinning and slip. For the same specimens, the higher the absolute value of ratcheting strain, the lower the fatigue life. A modified total strain energy model is proposed, and the precision of life prediction is higher than that of traditional fatigue model.     

等径道角挤压对Mg-6Al合金性能的影响

为了优化铸态Mg-6Al合金等径道角挤压的工艺参数,通过等径道角挤压实验研究了工艺参数对其性能的影响.研究表明:等径道角挤压可大幅度提高Mg-6Al合金坯料的力学性能.当Mg-6Al合金挤压1道次至4道次后,其力学性能提高较大,微观组织明显细化.随挤压温度从260℃升高至300℃,被挤压坯料的力学性能先提高后降低.当挤压路径为路径B,挤压道次为4道次,挤压温度为300℃时,Mg-6Al合金的力学性能最高,其抗拉强度为308.2 MPa,延伸率达到30.6%.     

激光表面改性对NiTi形状记忆合金腐蚀行为的影响

采用连续波Nd：YAG固体激光,在NiTi形状记忆合金表面制备出表面致密、无7L洞和裂纹的氮化层,测试了这种激光改性层在37℃模拟人体体液Hank’s溶液中的电化学阳极极化曲线和交流阻抗谱,研究了改性层的腐蚀行为．结果表明,NiTi合金氮化层的腐蚀电位和击穿电位正移,反应转移电阻明显提高,而腐蚀电流及界面电容下降．这说明激光气体氮化有效地改善了NiTi形状记忆合金在模拟人体体液中的电化学抗腐蚀性能．     

AZ31镁合金棒材循环扭转变形及其对力学性能的影响

在室温条件下,对AZ31镁合金挤压棒材进行循环扭转变形,测试了扭转变形过程的力学性能以及变形后的微观组织和织构特征,并对扭转变形对镁合金棒材的力学性能影响进行了分析。结果表明:镁合金棒材在循环扭转过程中得到了严格对称的应力-应变滞回线,并且随着循环周期的增加,由于加工硬化和内部微裂纹扩展的共同影响,应力-应变滞回线上的应力峰值呈现先增加后减小的特征。在最大扭转角分别为60°和90°条件下,应力峰值出现在第四周期。镁合金棒材扭转变形后的晶粒中出现大量的拉伸孪晶带,孪晶启动使晶粒的 C 轴转向棒材轴线方向。镁合金棒材扭转变形后的力学性能测试结果显示,循环扭转变形明显提高了镁合金棒材压缩变形的屈服强度,其值由扭转前的约100MPa最大提高至约200MPa。     

AZ31镁合金等通道转角挤压应变累积均匀性分析及组织性能研究

等通道转角挤压工艺(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)是通过剧烈塑性变形改变微观组织结构生产超细晶粒材料的材料加工方法,工件变形的均匀性一直是ECAP 工艺过程中影响材料性能的主要原因之一.采用空间转换法实现了AZ31镁合金多道次ECAP挤压过程中有限元分析相关场量的准确传递,完成了四种不同挤压路径ECAP多道次挤压工艺的有限元模拟,获得了相应挤压件累积等效应变的分布规律.研究确定了经过四道次ECAP挤压以后等效应变累积最为均匀的挤压路径.通过微观组织观察和室温拉伸力学性能实验探讨了不同路径多道次ECAP挤压AZ31镁合金的组织性能变化规律.分析结果表明通过合适的变形路径可以获得细小而均匀的微观组织,当材料的应变累积均匀时,其力学性能也较好.     

热处理对5083铝合金晶间腐蚀与力学性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、硬度试验机和电子万用试验机等研究了合金的显微组织、晶间腐蚀情况和力学性能。结果表明,经过稳定化处理后的试样析出了不连续的第二相,稳定化处理和冷轧后的试样均无晶间腐蚀现象,试样在180℃下退火后,试样内形成了等轴晶粒,晶界上连续分布的β相,出现了晶间腐蚀现象,保温90h比15h晶界上析出β相更多,试样的晶间腐蚀更加明显;合金稳定化处理后硬度最高,冷轧后试样的硬度最低,在180℃下退火保温15和90h的硬度比冷轧后高,但低于稳定化处理后的试样,稳定化处理和退火后的试样的塑性较冷轧态好。