AZ91D镁合金激光熔覆Al-Si涂层微观组织及热力学分析

以Al-Si共晶成分合金粉末为熔覆材料在AZ91D镁合金表面进行了激光熔覆试验.采用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析了涂层的微观组织,并利用Thermo-Calc软件分析了涂层的相组成、相成分及结晶转变过程.结果表明,涂层微观组织分为两层,上半层为Al₁₂Mg₁₇基体上均匀分布着Mg₂Si树枝晶和细小的Al₃Mg₂针状相,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇→Mg₂Si+Al₁₂Mg₁₇+Al₃Mg₂;下半层由Mg₂Si颗粒、α-Mg树枝晶和(α-Mg+Al₁₂Mg₁₇)共晶组织组成,其结晶过程为液相→液相+Mg₂Si→液相+Mg₂Si+α-Mg→Mg₂Si+α-Mg+(α-Mg+ Al₁₂Mg₁₇)共晶组织.研究结果对AZ91D合金表面激光熔覆Al-Si合金涂层微观组织及其转变过程分析具有指导意义.     

AZ31镁合金盐浴渗铝改善耐蚀性机制分析

采用真空热扩散渗铝的方法对AZ31镁合金进行表面合金化处理,在不同参数下得到厚度不一的渗铝层,对渗层的显微组织、物相组成进行了分析,并分析了渗铝试样的耐腐蚀性能和显微硬度.绘制了AZ31镁合金基体以及经过400℃扩散渗铝4 h后的试样的极化曲线.结果表明,渗层主要由Mg₁₇Al₁₂,Mg₃Al₂和α-Mg等组成,渗层厚度随扩散温度提高而增加,400℃恒温热扩散4 h时,在基体表面获得了连续且均匀细密的渗铝层,显微硬度值从基体的53 HV提高到80~85 HV,同时,该方法使得镁合金的自腐蚀电位提高了约105 mV,而镁合金的自腐蚀电流密度降低了一个数量级,这表征着镁合金的耐蚀性能得到提高.     

汽车用AZ31镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

通过激光熔覆Al-Si涂层的方法对AZ31镁合金表面进行了改性,研究了熔覆层的物相组成、显微组织、显微硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。结果表明,熔覆层主要由Mg₂Si、Mg₁₇Al₁₂、Al₃Mg₂、Al₂Mg相组成,与基体呈冶金结合,硬度最高达到152 HV;耐磨性和耐腐蚀性较好,磨损失重及腐蚀速率分别为基体的1.75倍和1.88倍。     

SiCp尺寸对铸态AZ91镁合金显微组织与腐蚀性能的影响

采用半固态搅拌铸造方法制备出亚微米SiC_p增强AZ91复合材料(S1)、微米SiC_p增强AZ91复合材料(M10)以及双尺度SiC_p增强AZ91复合材料(S1+M9)。利用OM、SEM、XRD、浸泡法、电化学测试等研究了不同尺寸SiC_p对铸态AZ91镁合金显微组织与腐蚀性能的影响。结果表明，SiC_p的添加可以显著细化AZ91镁合金中半连续网状Mg₁₇Al₁₂相，这归因于SiC_p对Mg₁₇Al₁₂相的异质形核作用。Mg₁₇Al₁₂相能够包裹亚微米SiC_p析出，并且可以依附微米SiC_p表面析出。通过对比含有相同SiC_p体积分数的S1+M9和M10，可以看出S1+M9的耐蚀性相比M10显著降低，表明当SiC_p含量一定时，SiC_p     

固溶处理对Mg-6Al-3Zn-0.25Mn合金组织和性能影响

研究了固溶处理对Mg-6Al-3Zn-0.25Mn铸造镁合金显微组织和力学性能的影响。结果表明，铸态和固溶态组织主要由α-Mg基体和Mg₁₇Al₁₂相组成，经过400、410和420℃保温18 h固溶处理后，第二相的种类没有发生变化，大量的Mg₁₇Al₁₂相溶入到α-Mg基体中，合金组织中残留了少量颗粒状Al₄Mn相，同时也出现了梅花状Mg₁₇Al₁₂相。此外，合金经400℃×18 h处理后，晶粒细化程度最好，且表面清晰平整无缺陷，其室温力学性能得到了明显改善，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了184.1 MPa、135.5 MPa和8.9%。     

固溶处理对半固态注射成形Mg-Al-Zn合金组织及性能的影响

采用注射成形法制备了AZ91D合金试样,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验等研究固溶处理对试样的显微组织、相组成和力学性能的影响。结果表明：镁合金试样经不同温度固溶处理8 h后,其抗拉强度和伸长率先升高后降低,在390℃固溶处理8 h后达到最大值,分别为164.48 MPa和18.55%。根据显微组织观察与XRD分析结果,合金组织中存在片状分布的Mg₁₇Al₁₂相,随固溶时间的增加,Mg₁₇Al₁₂相溶入基体。经390℃固溶处理8 h后,Mg₁₇Al₁₂相溶入合金基体且晶粒无明显长大,固溶效果较佳。     

固溶处理AZ91-xCu合金的组织与腐蚀性能

以真空熔炼方法制备的AZ91-xCu(x=0、0.5、1、2)合金为研究对象,对其进行400 ℃保温12 h固溶处理,利用X射线衍射、扫描电镜、浸泡失重法及极化曲线测试等手段对合金的微观结构和腐蚀性能进行了研究。结果表明:铸态与固溶态AZ91-xCu合金基体主要由α-Mg与β-Mg₁₇Al₁₂相组成,Cu的添加使基体产生了Mg₂Cu、Cu₅Zn₈等相,其中固溶态AZ91-2Cu合金中出现了新相Al₂Cu;固溶处理时合金中的β-Mg₁₇Al₁₂相大量溶入基体,晶界明显,剩余第二相主要分布于晶界处,少量弥散分布于晶内;添加Cu与固溶处理均加快AZ91合金的腐蚀速率,其中固溶态AZ91-2Cu合金腐蚀速率最大。     

预压缩对热挤压AZ91-2Y镁合金动态析出相形成及蠕变各向异性的影响（英文）

研究经预压缩(PC)和未经预压缩(NPC)的热挤压AZ91-2Y镁合金在180°C不同应力下的蠕变各向异性行为。采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸蠕变试验对合金的显微组织、织构和力学性能进行分析。结果表明,抗蠕变性能与球形Mg₁₇Al₁₂析出相的体积分数成正比。NPC试样中动态析出高体积分数层片状Mg₁₇Al₁₂,使其以基面滑移为主导蠕变机制,且NPC试样具有明显的各向异性。PC试样动态析出高体积分数的球形Mg₁₇Al₁₂,对基面滑移有抑制作用。锥面滑移和孪晶显著提高蠕变各向异性抗力。     

微观组织对AZ系铸造镁合金的腐蚀行为影响研究

耐腐蚀性能的提升有助于轻量化镁合金材料的进一步广泛应用。本文以AZ41和AZ91两种铸造镁合金为研究对象，采用XRD、OM、SEM、EPMA等手段表征分析微观组织，利用EIS测试了两种Mg-Al-Zn合金在0.1 M的Na Cl溶液中的耐蚀性能，结合宏微观腐蚀形貌探讨了微观组织对腐蚀行为的影响机制。研究结果表明，与AZ41合金相比，浸泡初期AZ91合金表面的氧化膜相对完整且化学稳定性更高，在腐蚀初期起到保护作用，AZ91合金浸泡初期的耐蚀性能优于AZ41合金；随浸泡时间延长，AZ41合金中连续网状的过饱和α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂共晶组织阻碍合金的腐蚀扩展；而AZ91合金中不连通的离异共晶β-Mg₁₇Al₁₂相与α-Mg基体耦合，造成明显的局部腐蚀现象。     

汽车发动机用AZ91D合金的表面喷涂与性能

采用热喷涂工艺在压铸态AZ91D合金表面制备了Al涂层,研究了热处理温度和保温时间对AZ91/Al涂层界面组织形貌的影响,并对比分析了扩散层的耐腐蚀性能和耐磨性能。结果表明,热处理前Al涂层与基材为机械结合,热处理后Al涂层与AZ91合金基材的界面处可形成冶金结合扩散层,且随着保温时间延长,扩散层厚度不断增加;热处理温度在375 ℃以下时扩散层主要由β-Mg₁₇Al₁₂相构成,375 ℃×8 h热处理后为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂相,425 ℃×1 h热处理后为γ-Mg₂Al₃和β-Mg₁₇Al₁₂相。AZ91合金基材和扩散层腐蚀电位从高至低顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的腐蚀电流密度均低于AZ91合金基材,阻抗谱图中容抗弧半径从大至小顺序为γ>β>α+β>AZ91合金基材,扩散层的耐腐蚀性能均优于AZ91合金基材;γ、β和α+β扩散层的摩擦稳定性系数都高于AZ91合金基材,而磨损速率和磨痕宽度都要小于AZ91合金基材,其中β扩散层的磨损速率和磨痕宽度最小,具有最佳的抵抗磨损的能力。     

激光选区熔化AZ91D镁合金的微观组织与力学性能

采用激光选区熔化技术(Selective laser melting,SLM)制备了AZ91D镁合金试样,研究了成形过程中体能量密度对AZ91D试样的影响,采用光学显微镜(OM)、主要扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和力学性能测试等方法,对SLM AZ91D合金的微观组织、物相和力学性能进行分析。结果表明,在功率为130 W、扫描速度为300 mm/s、体能量密度为144.44 J/mm³时,所得试样的致密度最佳。SLM AZ91D试样中存在α-Mg、β-Mg₁₇Al₁₂两相,并且熔池边缘由蜂窝状的等轴晶和柱状晶共同组成,与铸态AZ91D试样的微观组织和力学性能进行对比,SLM AZ91D试样的晶粒更细小(平均晶粒尺寸约为1.013μm),且显微硬度(97.10HV_0.1)及抗拉强度(316 MPa)均高于铸造态AZ91D试样(76.61HV_0.1;208 MPa)。     

AZ91D镁合金电火花堆焊组织及腐蚀性能

采用与母材同质的电极材料,在AZ91D镁合金母材上进行电火花堆焊,研究了焊缝的组织、界面特征及腐蚀性能.结果表明,通过优化的工艺参数可以获得组织均匀、致密的电火花堆焊焊缝.焊缝组织晶粒尺寸在1~5μm之间,由过饱和的α-Mg相、Mg₁₇Al₁₂相以及亚稳态Al Mg相所组成;焊缝与母材之间为冶金结合,形成超薄层熔化互扩散结晶型结合界面,母材一侧没有形成明显热影响区,焊缝保持电极原有的成分;焊缝耐蚀性能优于母材,细化的晶粒组织提高腐蚀的均匀性,过饱和的α-Mg相和晶界上网状连续分布的β相降低腐蚀速率,是其耐蚀性能提高的主要因素.     

固溶冷却方式对AM50镁合金组织和耐蚀性能的影响

通过XRD、SEM、EDS、电化学腐蚀测试,研究了铸造AM50镁合金固溶后水冷和炉冷两种处理方式对组织及耐蚀性能的影响。结果表明,固溶处理后,由于大量Al固溶进α-Mg中,两种方式冷却的AM50镁合金相组成主要为α-Mg、Al₆Mn和少量β-Mg₁₇Al₁₂。由于冷却速率的不同,炉冷样比水冷样的β-Mg₁₇Al₁₂的数量多,体积大,并且围绕Al₆Mn相析出,而且大多在晶界处析出。由极化曲线和腐蚀速率曲线可以看出炉冷样的腐蚀速率较高,耐蚀性较差。由于β-Mg₁₇Al₁₂数量的增加以及α-Mg相中固溶Al的数量减少,导致炉冷试样比水冷试样的腐蚀速率高,而且经过168 h腐蚀形成了蚀坑带。     

Al含量对含稀土AZ系镁合金组织及性能的影响

以含稀土AZ系镁合金为基,制备了铝含量分别为5%、7%、9%的合金试样,并对其进行435 ℃×24 h固溶+200 ℃×24 h时效处理,对试样的铸态、固溶态和时效态的显微组织进行了观察,随后测定了试样时效后的力学性能以及耐蚀性能。结果表明,铸态镁合金组织主要为α-Mg+β-Mg₁₇Al₁₂+Al₁₁(La,Ce)₃和(La,Ce)Al₄;随着Al含量的增加,β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相增多,晶粒细化。固溶处理后,组织中的β-Mg₁₇Al₁₂相会逐渐溶解,随着Al含量的增多,溶解将会不完全,未溶的强化相β-Mg₁₇Al₁₂和稀土化合物相弥散分布在晶界及其附近处。时效处理后,随着Al含量的增加,组织中继续析出的β-Mg₁₇Al₁₂相增多,稀土化合物相尺寸细化。随着Al元素的增多,试样的抗拉强度和硬度逐渐增大,塑韧性则愈来愈差,耐腐蚀性越来越好。     

挤压铸造AZ91D镁合金的显微组织与力学性能

研究了挤压铸造AZ91D镁合金在不同热处理状态下的显微组织、力学性能以及厚度对镁合金试样力学性能的影响。结果表明,挤压铸造AZ91D镁合金铸态显微组织主要由基体α-Mg和在晶内及晶界上分布的β-Mg17Al12相组成,经固溶处理后得到单相α-Mg固溶体组织,而且在α-Mg晶粒内部也出现了少量颗粒状析出物,经固溶时效处理后β-Mg17Al12相再一次在α-Mg晶内和晶界析出,且晶粒变得更加细小;挤压铸造AZ91D镁合金的硬度、屈服强度、抗拉强度随着试样厚度的增加而减小,而伸长率随着试样厚度的增加而增加。     

分级时效热处理对7A85铝合金结构壁板组织性能的影响

以7A85铝合金结构壁板为研究对象，结合力学性能测试与微观组织分析，研究了分级时效热处理温度与时间对7A85铝合金结构壁板组织性能的影响。结果表明，7A85铝合金单级时效热处理析出相主要为Al₂Cu相、Mg₂Zn₁₁相与G.P.Ⅱ区，与α-Al基体呈半共格关系，在保持较高强度的基础上兼具了良好的塑性。双级时效处理后合金析出相为Mg₂Zn₁₁相、Mg_3.5Zn_1.5相与MgZn₂相，强化机制为G.P.Ⅱ区和Mg₂Zn₁₁析出相与α-Al基体的半共格晶格畸变强化，屈服强度与硬度有所上升，塑性随之下降。随着时效保温过程的持续进行，析出相转变为Mg₂Zn₁₁相、MgZn₂相与Al₂CuMg相，且MgZn₂为主析出相，与α-Al基体的晶格关系转变为完全非共格，强度随之下降...     

镁合金表面碳酸盐复合转化膜的制备及耐蚀性能研究

采用Mn²⁺/HCO₃^-水溶液为处理液,在AZ91D镁合金表面上制得了Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃•4H₂O/MnCO₃复合膜。通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）分析了膜层的表面形貌和成分,利用极化曲线和交流阻抗（EIS）、浸泡试验来评价该转化膜的耐蚀性。结果表明,NaOH溶液的滴加能有效促进碳酸锰的沉积,随着滴加速度的降低,膜层的沉积量逐渐增大,当滴加速度为每隔3 min滴加1 mL时,膜层最为均匀、完整,耐蚀性明显优于镁合金基体,试样的腐蚀速度为9.8×10^-5 A•cm^-2,约为镁合金基体的1/30。     

Mg-Gd-Y-Zr镁合金高速激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

采用高速激光熔覆技术在Mg-Gd-Y-Zr镁合金表面制备Al-Si涂层。通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及电化学分析测试、摩擦磨损测试对熔覆层的微观组织及性能进行表征,研究了基体与Al-Si涂层的冶金机理以及耐磨耐蚀能力。结果表明,熔覆层组织包括树枝状α-Mg固溶体、不规则块状Mg₂Si、α-Mg+Al₁₂Mg₁₇共晶以及花瓣状组织Al₃Mg₂。由于细晶强化和第二相强化等原因,Al-Si涂层的硬度达到160 HV0.1。此外,与镁合金基体相比,Al-Si涂层的耐腐蚀性能显著提高,自腐蚀电位相比基体提高约200 mV,自腐蚀电流密度降低2个数量级,抗磨损效果提高30.7%,因此Al-Si涂层有望成为稀土镁合金更有前景的耐磨耐蚀防护涂层。     

AZ33M镁合金激光熔覆Al-Si涂层的组织与性能

利用激光熔覆技术在AZ33M镁合金表面制备了Al-Si涂层,通过采用腐蚀电化学测试结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及显微硬度计等对熔覆层微观组织和性能进行了表征。结果表明,熔覆层主要由Mg和Mg₁₇Al₁₂、Mg₂Si及Mg₂Al₃相组成。熔覆层显微组织由柱状树枝晶和方向各异的树枝晶组成。由于第二相强化和细晶强化等原因,制备的Al-Si涂层相比镁合金基体具有更高的硬度。熔覆层的自腐蚀电位相比基体提高了约400 mV,自腐蚀电流降低了一个数量级,熔覆层的耐蚀性明显优于基体镁合金。     

振动对消失模铸造Al-18Si/AZ91D双合金界面组织和力学性能的影响

研究了机械振动对消失模铸造Al-18Si/AZ91D双合金界面组织和力学性能的影响。结果表明,施加振动之后,Al-18Si/AZ91D双合金结合界面的金属间化合物(IMCs)层厚度由715.7μm减小到575.4μm,从而消减了界面存在的脆性相;振动还消除了Al₃Mg₂层存在的粗大初晶Si,将其转化为细小而分散的Mg₂Si;此外,由于高Si含量的影响,施加振动对Al-18Si/AZ91D表现出明显的破除氧化膜的作用,这有利于减少界面缺陷,促进元素扩散。剪切结果显示,施加振动之后,Al-18Si/AZ91D双合金的平均剪切强度从49.7MPa提升到65.2MPa。