AZ31B镁合金TIG焊接件应力腐蚀性能研究

为了研究AZ31B镁合金钨极氩弧焊接件应力腐蚀性能,室温下采用三点加载的方式,在去离子水中对试样进行应力腐蚀试验。利用光学显微镜(OM)观测试样微观结构,利用扫描电镜(SEM)观测应力腐蚀断口,利用X-350A型X射线应力仪和CHI660B型电化学工作站分别测定试样表面残余应力和动电位极化曲线。试验结果表明:采用单面焊双面成型工艺,在45～50A的焊接电流及合适的焊接速度条件下,焊接2.2mm厚AZ31B镁合金薄板时,钨极氩弧焊能够获得理想的焊接接头,抗拉强度达到209MPa;焊接件热影响区表面残余拉应力为60MPa;同母材相比,焊接件自腐蚀电位减小27mV,腐蚀电流增大了41.4%,从而增加焊接件腐蚀倾向;AZ31B焊接件在去离子水中浸没192h后出现应力腐蚀开裂,属于穿晶型脆性断裂,这表明AZ31B镁合金焊接件在去离子水中具有很高的应力腐蚀敏感性。     

激光冲击成形对AZ31镁合金微观结构和残余应力的影响

采用最大输出能量为12.5 J的Nd-YAG激光器对AZ31镁合金薄板进行激光冲击成形(LSF),用高分辨率透射电镜分析和研究了试样冲击区表面状态和微观结构。结果表明:在镁合金薄板LSF冲击区凹面出现了纹理清晰的周期性波纹结构,波纹间距为纳米级,在LSF过程中伴随着亚晶、纳米晶和形变孪晶的产生。分析了冲击凹面残余应力分布,并探讨了LSF过程中镁合金形成表面波纹现象和纳米晶形成的原因。     

Si-RE复合合金化对AZ31镁合金显微组织及力学性能的影响

采用Si-RE元素对AZ31镁合金进行复合微合金化,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及拉伸实验仪等手段研究Si-RE元素对AZ31镁合金的微观组织和力学性能的影响规律。结果表明,Si-RE复合加入可以明显细化AZ31镁合金的铸态组织,β-Mg17Al12相也由网状分布变为颗粒状,同时生成了短棒状和针状的Mg2Si相及Al11RE3相;合金的综合力学性能显著改善,AZ31+0.4%Si+0.5%RE的强度和延伸率比原始AZ31镁合金分别提高了42MPa和3.9%,试样室温拉伸断口虽然是以解理为主的脆性断裂,但断口中出现了少量的韧窝,解理面也较小。     

AZ31B可降解镁合金的研究

研究了铸态、挤压态及热处理态AZ31B镁合金的力学性能和耐蚀性能，选出性能最优的AZ31B镁合金，植入动物下颌骨处进一步研究其在体内的降解行为及其降解产物对动物体的影响。研究结果表明，AZ31B镁合金经过挤压和固溶时效处理可以提高其力学性能和耐腐蚀性能．将处理后的AZ31B镁合金植入兔下颌骨后发现，材料降解未对动物体造成不良影响，并且降解过程不会影响下颌骨骨折固定的稳定性。因此，可降解AZ31B镁合金有望用于制作下颌骨骨折后的内固定系统。     

高能喷丸对AZ31镁合金耐腐蚀性及硬度的影响

采用高能喷丸对AZ31镁合金棒材端面进行表面自纳米化处理,利用失重法研究了AZ31镁合金喷丸试样和未喷丸试样在中性5%NaCl溶液中的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色谱仪(EDS)对塑性变形层腐蚀后的表面形貌、元素分布进行了表征,利用微观硬度计测试了由喷丸表面到基体的硬度变化。结果表明,喷完后AZ31镁合金试样的腐蚀速率明显大于未喷丸的试样,随着腐蚀时间的延长,喷丸试样的腐蚀率急剧减小,然后缓慢降低,在喷丸表面形成了1层厚度约150μm的塑性变形区,在喷丸表面有裂纹存在。晶粒细化显著提高了母材表面的微观硬度,喷丸表面的微观硬度最高达到135HV,是母材的2倍多。     

表面改性后AZ31B镁合金在不同模拟体液中的降解性能研究

采用化学沉积法在AZ31B镁合金表面制备了钙磷陶瓷涂层,通过浸泡试验和电化学试验研究了其在3种不同模拟体液(生理盐水、PBS、Hank′s)中的降解性能。结果表明,沉积处理改变了AZ31B镁合金在模拟体液中的降解性能,明显抑制了其降解速度;浸泡后溶液的pH值变化结果和电化学实验结果均表明,在3种不同模拟体液中,表面处理后AZ31B镁合金显示出不同的降解速度,顺序依次为:生理盐水>PBS溶液>Hank′s溶液。     

电化学沉积法制备镁基Ca-P生物陶瓷涂层的研究

利用电化学沉积法在AZ31镁合金表面制备了Ca-P基生物涂层,使用扫描电子显微镜观察了经不同沉积时间处理后的涂层形貌,采用X射线衍射和能谱分析了涂层的结构和成分,通过电化学测试技术研究了在Hank’s仿生溶液中AZ31镁合金及其Ca-P涂层的腐蚀行为。结果表明,镁合金表面在Ca(NO3)2和NH4H2PO4电解液中电化学沉积形成Ca-P涂层由DCPD(CaHPO4·2H2O)片状晶体组成。且涂层形貌随时间发生变化。AZ31镁合金表面的钙磷涂层提高了镁合金的自腐蚀电位,显著地减小了镁合金的腐蚀电流密度。这表明经钙磷涂层处理的AZ31镁合金耐蚀性能得到明显的提高。钙磷涂层的形貌和结晶程度影响AZ31镁合金的耐蚀性。     

多道次弯曲对AZ31B镁合金板材织构与性能的影响

提出了一种改善镁合金板材织构与冲压性能的新方法,即单向多道次弯曲工艺.研究了该工艺对AZ31B镁合金板材织构以及成形性能的影响,分析了单向多道次弯曲前后各种状态板材的显微组织、力学性能以及杯凸值.结果表明,多道次弯曲改善了冷轧态AZ31B镁合金板材中不利于对后续塑性加工的(0002)基面织构,能够较好地改善AZ31B镁合金板材的力学性能和冲压性能.     

AZ91D镁合金表面熔盐置换扩散涂层组织及耐腐蚀性能研究

采用AlCl3-NaCl熔盐自发置换扩散工艺在AZ91D镁合金表面制备镁铝金属间化合物涂层,并利用开路电位、电化学阻抗方法对镁合金及熔盐置换扩散改性处理试样在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为进行比较研究。结果表明:熔盐自发置换扩散铝涂层在温度为400℃,保温8h的工艺条件下呈现出了明显的分层结构特征。根据组织结构不同,可将其分为:颗粒状形貌的外层和具有网状结构的内层;经表面熔盐自发置换扩散处理后的镁合金试样,腐蚀电位比未改性的AZ91D镁合金大幅提高,膜层阻抗约为未改性的AZ91D镁合金的10倍。     

AZ31B镁合金表面锌系磷化膜制备工艺及性能研究

采用极化曲线分析方法(Tafel)及扫描电子显微镜(SEM)对AZ31B镁合金在不同磷化时间及不同磷化温度条件下所形成的锌系磷化膜的防腐性能及表面微观形貌进行了研究,并应用X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对最佳工艺条件下所形成的磷化膜的相组成以及磷化膜的成分进行了研究.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℃;磷化膜的成分为Zn3(PO4)2·4H2O,Zn2Mg(PO4)2以及少量的单质Zn;在锌系磷化液中AZ31B镁合金中的Mg在微阳极发生溶解而Al没有溶解.此外还探讨了AZ31B镁合金表面的磷化反应机理.     

生物医用AZ31B镁合金表面氧化锰转化涂层制备及性能研究

采用转化处理的方式,在AZ31B镁合金表面成功制备一层氧化锰转化涂层,以提高合金表面耐蚀性能。SEM研究表明,氧化锰转化涂层均匀分布在AZ31B镁合金表面,涂层中无规分布着微裂纹,涂层厚度为10~12μm。XRD研究表明,氧化锰转化涂层的主要成分包括MgO、MnO和Mn2O3。电化学和腐蚀浸泡实验结果表明,氧化锰转化涂层能够有效改善AZ31B镁合金的体外耐蚀性能。     

镁合金磷化处理对化学镀镍层性能的影响

为了有利于环保,采用磷化工艺对AZ31B镁合金进行化学镀镍前处理.采用直观法、扫描电子显微镜和阴极极化曲线法对磷化膜及其化学镀镍层进行了分析.结果表明:AZ31B镁合金表面经磷化处理后得到了良好的化学镀镍层;AZ31B镁合金化学镀镍层的耐蚀性随磷化时间的延长先增加后减小,当磷化时间为75 s时,化学镀镍层的腐蚀电势比直...     

AZ31和Ti6Al4V表面Nb2O5涂层的微观结构与性能研究

采用射频溅射技术在AZ31镁合金和Ti6Al4V钛合金表面分别沉积Nb2O5陶瓷涂层,对比研究其微观结构、残余应力、附着力和耐腐蚀性能。研究结果表明：两种涂层试样表面组织致密,颗粒大小均匀,无明显的裂纹和孔洞等缺陷。当Nb2O5涂层的厚度为1.98 μm时,Ti6Al4V涂层试样的残余应力（27.1 MPa）比AZ31涂层试样的小65.1%,附着力（9.24 N）比AZ31涂层试样的大13.2倍。Nb2O5陶瓷涂层能明显提高Ti6Al4V和AZ31的耐腐蚀性能,但在腐蚀电流密度的降低幅度、极化电阻的增大程度和保护效率方面,镁合金涂层试样优于钛合金涂层试样。     

激光熔化镁合金凝固组织及腐蚀行为

采用Nd:YAG毫秒脉冲激光器,在高纯氩气保护下扫描AZ91D镁合金样品,采用X射线衍射仪(XRD),光学显微镜,扫描电镜(SEM),原子力显微镜(AFM)等对处理后镁合金表面形貌、组织、成分进行研究。使用模拟改性体液和质量分数为3.5%的NaCl溶液对实验样品进行腐蚀,观察腐蚀表面并计算材料腐蚀率。结果表明:在相同腐蚀时间下,与未被处理样品相比,激光处理后镁合金由于其显微组织中细化的α-Mg相与β-Mg_(17)Al_(12)相,及选择性气化现象和基体合金化学成分共同导致表面Al元素富集提高了表层的抗腐蚀性能;通过测算激光熔化区枝晶晶胞尺寸与冷却速率的关系得到其凝固方程。     

轧制AZ31镁合金板材(4mm)动态压缩性能与失效行为

为了研究轧制AZ31镁合金板材(4mm)在高应变速率下的动态力学性能和失效行为,采用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)在室温下应变速率为500～2600s-1范围内对其进行了动态压缩实验,并利用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SM)对冲击后的试样进行了显微分析.探讨了轧制AZ31镁合金板材沿轧制方向(RD)、横向(TD)和法向(ND)的动态压缩性能和失效行为.结果表明:轧制AZ31镁合金4mm板材动态压缩性能存在各向异性.沿RD和TD方向压缩的动态性能相同,沿ND方向压缩的动态断裂强度最大.AZ31镁合金4mm板材的动态压缩断裂机制为解理断裂.变形机制为沿RD和TD方向高速压缩时,{101-2}<112-0>拉伸孪晶参与变形;沿ND方向高速压缩时,{101-1}<112-0>压缩孪晶参与变形.     

AZ31镁合金的微弧氧化处理及其对粘接性能的影响

采用正交试验方法对镁合金硅酸盐体系的微弧氧化处理工艺进行优化,采用SEM、EDS、XPS和XRD对微弧氧化膜的微观成分与结构进行了表征,进而分析探讨了电解液成分及氧化参数对镁合金表面膜粘接性能的影响规律。研究结果表明,所研究的几种工艺参数对AZ31镁合金表面的粘接性能的影响程度从小到大排列为:KOH的浓度<频率相似文献   

激光重熔过程中激光功率对镁合金表面等离子喷涂YSZ涂层结构的影响

为了提高铝合金的综合性能,采用等离子喷涂技术在AZ31B镁合金表面沉积氧化钇部分稳定二氧化锆(YSZ)涂层,并采用二氧化碳激光器对涂层表面进行重熔处理,利用X射线衍射仪、扫描电镜及三维激光成像显微镜研究了重熔激光功率对涂层物相组成、组织结构及表面形态的影响规律。结果表明:YSZ涂层在激光表面重熔过程中保持了相结构的稳定性,即喷涂态及激光重熔后的涂层均由非转变型的四方相组成;随激光功率的增大,重熔区厚度不断增加,且喷涂态涂层的层状组织结构在激光重熔后消失,气孔率降低;在激光处理过程中,产生了大量的内应力,导致纵向(垂直于涂层表面)裂纹的萌生及扩展;涂层表面粗糙度随激光功率的增加而不断降低,并且在功率低于400 W时下降更明显。     

AZ31镁合金环境友好阳极氧化处理研究

通过正交试验得到AZ31镁合金无铬、无强氧化物的阳极氧化处理配方及工艺,运用扫描电子显微镜、X射线衍射分析及电化学测试系统对阳极氧化膜的组织结构与耐蚀性进行了表征。结果表明,该环境友好阳极氧化工艺可在AZ31镁合金表面形成具有一定耐蚀性的阳极氧化膜;所得阳极氧化膜表面质量好,是一种多孔的陶瓷膜,膜的物相主要是晶态的MgO、ZnO、Mg以及非晶态的MgAl2O4、Mg18Al23等;阳极氧化处理试样的自腐蚀电流密度减小,而腐蚀电位有所提高,说明镁合金表面形成的阳极氧化膜提高了镁合金表面的耐腐蚀性能。     

宽幅AZ31B镁合金铸轧板显微组织和性能研究

通过金相观测、断口扫描和力学性能测试等实验,研究了宽幅AZ31B镁合金铸轧板的组织分布,及其对板带边裂和力学性能的影响。结果表明:AZ31B镁合金铸轧板的组织主要由α-Mg基体、析出相β-Mg17Al12相及α+β离异共晶组成,呈树枝晶形貌;β-Mg17Al12相在AZ31B镁合金铸轧板坯的表层及边部主要分布于晶界处且密度较大、构成网状,而在板坯的心部和中部呈球状弥散于α-Mg基体中,构成层片状;在板坯边部枝晶间低熔点的共晶相及晶界上的β-Mg17Al12相易成为裂纹源,并沿晶向外扩展,是铸轧过程中产生裂纹的主要原因;试样拉伸断口呈脆性解理断裂的特征,其力学性能呈明显的各向异性。     

镁合金在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为

为了提高镁合金材料的耐蚀性能,用电化学方法对比研究了AZ31,AZ61和AZ91镁合金在3.5%NaCl溶液中的电化学行为及缓蚀剂亚硝酸钠(NaNO2)对AZ61腐蚀电化学行为的影响。结果表明:3种镁合金的腐蚀速度大小依次为AZ31>AZ61>AZ91,其中AZ31的活化性能最高;NaNO2能抑制AZ61的析氢腐蚀速度,腐蚀表面较均匀,腐蚀电流密度J corr降低,腐蚀电位E corr发生正移;NaNO2属于阳极型缓蚀剂,其含量为2.0%时,对AZ61的缓蚀率高达85.1%。