机械研磨工艺对 AZ91D 镁合金显微结构的影响

目的研究不同机械研磨处理条件对AZ91D镁合金表面晶粒细化行为与机制的影响。方法采用不同直径的弹丸对密排六方结构的AZ91D镁合金进行不同时间的表面机械研磨处理,对处理试样的表面显微结构进行对比和表征,分析晶粒细化机制。结果通过表面机械研磨处理可以实现AZ91D镁合金的表层晶粒细化。在一定范围内,弹丸直径越大,处理时间越长,表层晶粒细化就越明显,晶粒尺寸可细化至约24 nm。结论 AZ91D镁合金表面机械研磨处理晶粒细化是孪生和位错滑移的综合结果。选择弹丸直径16 mm,处理时间180 min的工艺参数,AZ91D镁合金表面机械研磨处理的效果最好。     

AZ91D镁合金研究新进展

分析了国内外有关AZ91D镁合金铸态组织与合金相、热处理以及合金元素对铸态组织及合金相的影响等方面的最新研究;综述了力学性能的提高与改善的方法和效果;介绍了AZ91D镁合金表面金属涂层处理技术的新进展以及半固态处理技术在AZ91D镁合金上应用的新进展。     

电磁搅拌对AZ91镁合金材料组织性能的影响

利用电磁搅拌对镁合金AZ91的组织进行研究,通过控制搅拌频率、幅度等参数实现对不同镁合金金相组织的球化,并对球化效果进行对比,确定了AZ91镁合金电磁搅拌参数的控制流程,实现了对AZ91镁合金材料的微观组织结构的控制。     

表面热扩散渗铝锌处理对AZ91D镁合金性能和组织的影响

为了改善镁合金的表面性能,通过对AZ91D镁合金进行表面热扩散渗铝锌混合粉末热处理,得到了AZ91D镁合金表面渗膜层.对AZ91D镁合金表面热处理后得到的渗膜层表面、断面形貌、结构组成、耐腐蚀性能、显微硬度等进行了探讨及试验研究,结果表明:在470℃、6h空冷条件下进行表面热扩散渗铝锌,获得的表面渗膜层比较均匀细致.渗膜层增强了镁合金基体耐腐蚀性能,显著提高了镁合金基体的防护性能,AZ91D镁合金热处理后具有较高的表面显微硬度,扩大了镁合金的使用范围.     

AZ31B镁合金磷化工艺研究

应用Tafel极化曲线分析方法,对在不同磷化时间及不同磷化温度条件下磷化的AZ31B镁合金的防腐性能进行了研究,此外还研究了磷化膜的存在对AZ31B镁合金表面环氧涂层防腐性能的影响.研究结果表明:磷化时间及磷化温度对AZ31B镁合金磷化膜的防腐性能有较大影响,其最佳磷化时间为5min,最佳磷化温度为50℃.在最佳条件下,磷化膜的腐蚀电流密度最小,腐蚀电位明显正移,且极化电阻最大.此外,磷化膜的存在使环氧涂层在AZ31B镁合金表面的腐蚀电流密度下降了3个数量级,腐蚀电位正向移动了588mV,即磷化膜可提高环氧涂层在AZ31B镁合金表面的防腐性能.     

超声冲击对AZ91D镁合金耐腐蚀性能的影响

采用HJ-III超声冲击机对AZ91D镁合金进行了超声冲击处理,研究了不同超声冲击工艺参数对AZ91D镁合金的显微组织、显微硬度、表层残余应力、耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:经过超声冲击处理后,冲击层金属的组织变细,AZ91D镁合金的表面产生了残余压应力,显微硬度、耐腐蚀性能均有不同程度的提高。在冲击电流1.5 A,冲击时间9 min时,与未超声冲击试样相比,AZ91D镁合金表面显微硬度提高了112.5%,耐腐蚀性提高了61.04%。超声冲击带来的表层金属晶粒细化和残余压应力是提高AZ91D镁合金显微硬度和耐腐蚀性能的主要原因。     

AZ91D镁合金微弧氧化膜的腐蚀行为研究

利用双向全波脉冲电源对AZ91D镁合金在硅酸盐体系中进行了微弧氧化处理,通过电化学阻抗谱(EIS)测试、极化曲线分析并结合XRD和SEM等分析方法对微弧氧化处理的镁合金腐蚀行为进行了研究.结果表明,微弧氧化膜表面分布着几微米的微孔,微弧氧化膜中主要含有MgF2,Mg2SiO4和Al2O3.AZ91D镁合金经过微弧氧化处理之后,耐蚀性能明显提高,自腐蚀电流密度降低3个数量级,自腐蚀电位高出约300 mV,阻抗值高出3个数量级,研制的微弧氧化膜对镁合金具有很好的防腐保护性能.     

电子束表面改性对镁合金耐磨性的影响

以提高镁合金的耐磨性为楔入点,利用强流脉冲电子束对两种典型镁合金AZ31和AZ91HP进行表面重熔处理,并通过扫描电镜和X射线衍射仪对合金表面改性层形貌和相结构进行了分析.电子束处理后镁合金表面呈现快速熔凝的形貌特征,局部出现"熔坑"微观组织.X射线结果表明,电子束处理后镁合金表面残存大量应力,且第二相Mg17Al12发生了固溶,这使两种镁合金改性层的硬度得到提高,从而改善了AZ31和AZ91HP镁合金的耐磨性.     

限制模压变形和超声喷丸复合工艺对AZ31镁合金表层组织及硬度的影响

以AZ31镁合金板材为实验材料,先对其进行限制模压变形,再利用超声喷丸技术进行表面处理,研究限制模压变形和超声喷丸复合工艺对材料表层组织和硬度的影响.结果表明:限制模压变形和超声喷丸具有叠加效果,该复合工艺相对于单一工艺能进一步减小AZ31镁合金的晶粒尺寸,增强表面硬度.经复合工艺处理后,AZ31镁合金的最小平均晶粒尺...     

真空度对液态AZ91D镁合金氧化燃烧及蒸发行为的影响

研究了真空度对液态AZ91D镁合金的氧化燃烧及蒸发行为的影响,并对AZ91D镁合金在不同真空条件下的试样进行能谱分析及保护膜表面形貌观察.结果表明,真空度为50 kPa是AZ91D镁合金真空差压铸造的临界值.当真空度＜50 kPa时,液态AZ91D镁合金表面均会出现不同程度的氧化燃烧现象,且真空度越低,镁液蒸发越严重;真空度≥50kPa时,试样中镁未减少,且镁液保护膜的表面形貌逐渐趋于连续、致密,较好地抑制了镁液氧化燃烧现象.当真空度＜50kPa时,在保护膜的表面形貌中存在明显的“孔洞”、“裂纹”.通过镁元素质量分数与真空度之间的关系建立了数学模型,该模型对AZ91D镁合金真空差压铸造具有参考意义.适合于AZ91D镁合金真空差压铸造的最佳真空度为50 kPa.     

高能电子束处理对AZ91镁合金耐磨性影响

研究了AZ91镁合金电子束表面处理的耐磨性.结果表明,在不同处理条件下,AZ91镁合金表面分别形成了厚度为20～60μm的表面熔凝层;脉冲电流和脉冲次数对表面熔凝层厚度具有较大影响,而加速电压的影响不大.随着脉冲电流的增加, Mg_(17)Al_(12)相对应的衍射峰强度呈现上升趋势,并且在处理过的AZ91镁合金中可看到AlMg亚稳相的存在.显微硬度测试结果表明,处理层硬度比基体组织的硬度有所提高,最表层可达到基体组织的2倍.磨擦系数和表面磨损量均有不同程度下降,耐磨性明显提高主要是由于快速熔凝导致晶粒细化引起的.     

AZ31和AZ91镁合金等温挤压及挤压后的微观组织变化

通过等温挤压和金相观察,研究了AZ31和AZ91镁合金不同变形条件下的挤压性能和变形后的微观组织变化。结果表明,AZ31镁合金的挤压变形性能较好,而AZ91镁合金在挤压比为4∶1、挤压温度为400℃,以及在挤压比为9∶1、挤压温度为350℃和400℃时,挤压后的试件表面均出现了裂纹;AZ31镁合金的最佳成形温度为300℃～400℃,AZ91镁合金的最佳成形温度为300℃～350℃;镁合金在热挤压过程中发生了动态再结晶,挤压之后合金的晶粒显著细化。     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的扫描Kelvin探针研究

利用扫描Kelvin探针技术(SKP)研究AZ91D镁合金与316L不锈钢偶接件在盐雾试验中电偶腐蚀规律。通过在中性盐雾试验不同周期的表面腐蚀形貌的观察和伏打电位分布图的测量结果分析表明,AZ91D镁合金电偶腐蚀效应与偶接阴阳极的伏打电位差密切相关,AZ91D镁合金与316L不锈钢偶接件存在较大的电位差(约为–1.28V),其电偶腐蚀效应非常显著。在盐雾试验初始阶段,腐蚀主要发生在偶接界面AZ91D镁合金一侧,该腐蚀区域的伏打电位增加幅度较大,而316L不锈钢受到保护没有发生明显腐蚀。随着盐雾试验时间的延长,AZ91D镁合金腐蚀加快,腐蚀产物覆盖区域不断扩大,24h盐雾试验后,偶接件的平均伏打单位差由原始的–1.29V增加到–1.53V,AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应加大。由于AZ91D镁合金在盐雾中生成的腐蚀产物对基体具有一定的保护作用,当腐蚀产物不断增加并覆盖表面,偶接件的电位差减小导致AZ91D镁合金的电偶腐蚀效应降低。     

阻燃镁合金AZ91D-0．3％Be-Sr的研究

研究了镁合金AZ91D-0．3％Be-Sr的阻燃性及Sr对合金显微组织和力学性能的影响，结果表明，在镁合金AZ91D中加入0．3％Be。显著提高了阻燃性，使试验合金可在无覆盖和保护的条件下直接暴露在大气中熔炼。加入少量Sr可使镁合金AZ91D-0．3％Be-Sr的组织得到细化，力学性能显著提高。X射线衍射分析表明，阻燃机理是在合金液表面形成致密的MgO-BeO复合保护膜，阻止了镁合金的进一步氧化燃烧。     

AZ91D镁合金表面改性层组织分析及其对耐蚀性影响的研究

以AZ91D镁合金为基体,Al为合金粉末,采用激光表面改性技术对AZ91D镁合金进行表面改性,详细分析了镁合金改性后的表面组织,并通过盐雾实验对比了改性前后镁合金的耐蚀性,探讨了AZ91D镁合金基体及表面Mg-Al改性层的腐蚀机理,确定最佳激光功率参数为1.5 kW。     

超声作用对镁合金表面电沉积层组织与性能的影响

通过设计中间过渡层,缩小AZ91D镁合金与沉积层镍之间的电位差,并以碱性锡酸盐镀液代替对人体和环境均有害的氰化物镀液,配合超声波作用,在AZ91D镁合金表面获得了电沉积镍层.利用SEM观察沉积层表面微观形貌,XRD、XPS对各处理层进行相组成检测.分析了锡酸盐镀液代替氰化物镀液对沉积层质量的影响,超声波对各沉积层沉积过程的影响以及对沉积层组织的细化作用.结果表明:碱性锡酸盐的使用提高了镀液的pH值,与酸性镀液相比较,减缓了镁合金在镀液中的腐蚀速率,为电沉积镍层在其表面的获得奠定了良好基础;各沉积层获得过程中,超声波的使用明显细化了各沉积层的组织,提高了其致密性,镀层的择优取向和耐腐蚀性能也得到改善.     

TIG焊接热循环对AZ91D镁合金硬度的影响

采用TIG焊接方法焊接AZ91D镁合金，考察了焊接热循环对镁合金的硬度的影响。结果表明，表面处理过程对镁合金硬度的影响很大；与母材相比，焊缝区组织细小，硬度较高，焊缝区不同部位的硬度存在一定差异。     

Electrodeposition of zinc on AZ91D magnesium alloy pre‐treated by stannate conversion coatings

A stannate chemical conversion process followed by an activation procedure was employed as the pre‐treatment process for AZ91D magnesium alloy substrate. Zn was electroplated onto the pre‐treated AZ91D magnesium alloy surface from pyrophosphate bath to improve the corrosion resistance and the solderability. The surface morphologies of conversion coating and zinc coating were examined with scanning electron microscope (SEM). The phase composition of conversion coating was investigated by X‐ray diffraction (XRD). The electrochemical corrosion behavior of the coatings in the corrosive solution was investigated by potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The experimental results showed that the activated stannate chemical conversion coating provided a suitable interface between zinc coating and the AZ91D magnesium alloy substrate. The corrosion resistance of the AZ91D substrate was improved by the zinc coating.     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的研究

在自来水和3.5%NaCl溶液中测试了铸造AZ91D镁合金与铝合金、锌合金、Q235碳钢和Cu偶合后的电偶腐蚀行为,研究了腐蚀环境、偶接材料和阴阳极面积比(CAAR)对铸造AZ91D镁合金电偶腐蚀行为的影响。在电偶腐蚀过程中测量溶液的pH值以及电偶腐蚀电流;用失重法计算了铸造AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,利用SEM观察了AZ91D镁合金的腐蚀形貌,并对腐蚀产物进行XRD分析。结果表明,AZ91D镁合金在电偶腐蚀过程中会使溶液的pH值升高,并伴有以Mg(OH)₂为主的腐蚀产物的生成;溶液中Cl^-的存在会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率;低氢过电位金属Q235碳钢和Cu对AZ91D镁合金的电偶腐蚀加速效果明显高于中氢过电位金属铝合金和锌合金,偶接材料的极化性能对AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率有较大影响。同时,大的阴阳极面积比会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,且AZ91D镁合金的电偶腐蚀电流随阴阳极面积比的增大而呈线性增长趋势。