电弧喷涂铝涂层/AZ91D镁合金固液复合工艺研究

通过固液复合法实现了电弧喷涂铝涂层与AZ91D镁合金基体之间的结合,并对结合界面的组织、元素和相组成进行了分析。结果表明:对涂层进行表面处理,结合界面容易出现气孔等缺陷。未经处理的涂层和基体之间形成冶金结合界面,并生成相应的金属间化合物。随着浇注温度的升高,扩散区域逐渐变宽,涂层逐渐转化为Al12Mg17和Al3Mg2。对复合材料进行热处理,结合界面组织更加均匀,扩散区域的厚度明显增加。正镁合金作为目前最轻的金属结构材料,在汽车和航空航天等领域起到明显的减重效果,正得到日益广泛的应用。但镁合金耐蚀、耐磨等表面性能较差,也限制了它的大规模应用。在镁合金表面制备一层Mg-Al金属间化合物,可以在不增加镁合金质量的前提下,同时提高其耐蚀和耐磨性能[1,2]。目前,研究者往往通过表面技术和热处理在镁合金基体表面制备该化合物。例如,L.Zhu[3]等通过对AZ91D镁合金和铝     

Fe-Al基金属间铝化合物层在酸性条件下的显微组织演变和腐蚀行为（英文）

采用压力辅助固态扩散结合技术在430 (Fe-Cr)和304 (Fe-Cr-Ni)不锈钢基体上制备两种Fe-Al基金属间铝化合物层,并与在纯铁上制备的铝化合物层进行比较。采用SEM、EDS和EBSD分析铝化合物层的显微组织和存在的金属间化合物物相。Al和基体发生相互扩散,生成在Fe_4Al_(13)基体上弥散分布的Cr_2Al_(13)网状结构。采用失重实验、OCP、Tafel曲线和EIS实验研究金属间化合物层在0.5mol/L盐酸溶液中的腐蚀行为。结果表明,与纯铁上的铝化合物层相比,同时添加Cr和Ni后,304不锈钢上铝化合物层的耐蚀性提高了十几倍,而430不锈钢铝化合物层中裂缝的存在使得腐蚀介质渗透至基体,提高了腐蚀速率。此外,采用XRD分析腐蚀产物。结果表明,Cr和Ni的添加能促进耐蚀相的形成,从而提高不锈钢上金属间铝化合物层的耐蚀性。     

AZ31镁合金表面Al合金化层的制备与性能研究

为提高镁合金表面的耐蚀性,采用热喷涂技术在AZ31镁合金表面制备铝涂层,并利用脉冲钨极氩弧表面熔覆的方法进行表面重熔,获得富铝的合金化层,分析了合金化层的组织结构和性能。研究结果表明:在AZ31镁合金表面的铝合金化层中存在典型的树枝晶结构,含有金属间化合物Mg2Al3,Mg17Al12以及α-Mg和Al固溶体。显微硬度测试表明,铝合金化可使AZ31镁合金表面硬度由HV50左右提高到HV200左右。极化曲线测试表明,合金化层提高了镁合金表面的耐蚀性。     

热扩散对镁合金锌铝涂层界面组织和性能的影响

选用具有较低熔点的锌作过渡层,采用热喷涂工艺在AZ91D镁合金表面制备了锌铝涂层,并分析热扩散对锌铝涂层界面组织和性能的影响.研究表明:经热扩散处理后,涂层与基体界面处形成扩散熔合区,扩散熔合区由Mg-Zn-Al金属间化合物及其固溶体组成;由于扩散熔合区的形成,使涂层的显微硬度和耐磨性能均显著提高.     

铝/镀锌钢板CMT熔钎焊界面区组织与接头性能

采用冷金属过渡方法(CMT)对铝和镀锌钢板异种材料进行了熔钎焊连接.使用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)和拉伸试验对焊接接头界面区显微组织及接头性能进行研究.试验结果表明,铝和镀锌钢能得到成形良好的搭接接头.在CMT熔钎焊的方法下,形成了中间厚两边薄的界面区,并且在熔化区一侧边缘形成了富锌区,界面区组织成分也由致密的FeAl3金属间化合物层变为α固溶体和FeAl3化合物混合层,而富锌区是由富铝的α固溶体和残留的铝组成.在进行拉伸试验时,断裂发生在铝母材的热影响区,接头强度为72.09MPa.     

6061铝基体上镍涂层热处理过程中Ni-Al金属间化合物的形成机理(英文)

采用电沉积方法在Al基体上沉积Ni制备Ni-Al扩散偶,并研究扩散偶中Al3Ni和Al3Ni2的形成机理和生长动力学。在6061铝基体上采用直流电沉积方法制备20μm厚的Ni涂层。然后在Ar气气氛下,样品在450,500和550°C下热处理不同时间。采用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪对金属间化合物进行表征。结果表明,Ni-Al金属间化合物的形成可分为两个重要步骤。首先,金属间化合物在不同位置侧面生长,形成连续金属间化合物层;其次,连续金属间化合物层在垂直于界面方向继续生长。随着金属间化合物厚度的增长,Al3Ni和Al3Ni2等反应产物将与基体发生分离。Al是Al3Ni生长的主要扩散元素,而Ni是Al3Ni2生长的主要扩散元素。Al3Ni和Al3Ni2相的生长动力学遵循抛物线方程。     

用热塑性挤压合金化法制备钛铝系金属间化合物

本文以工业纯铝为基材、Ti粉为合金化添加粉末,试验用热塑性挤压合金化的方法制得钛铝金属间化合物.对热塑性挤压合金化制备Ti-Al金属间化合物进行了工艺研究,利用X射线衍射仪及Topas(2)X射线分析软件进行物相及晶粒尺寸分析,用金相显微镜对试样进行宏观及微观形貌分析,用显微硬度计对试样进行显微硬度测试.结果表明用热塑性挤压合金化方法可制得Ti-Al系金属间化合物;生成的金属间化合物相为Al3Ti,均匀分布于基体纯铝上,其质量百分比达44.5%;热塑性挤压合金化后挤压区硬度显著高于基材纯铝,最高达10倍;在整个挤压区,硬度分布比较均匀.     

搭接方式对铝/钢异种金属激光焊接接头组织性能的影响

采用激光深熔焊对2 mm厚的AA6061-T4铝合金和1.5 mm厚的Q235镀锌钢异种金属进行焊接,主要针对铝上钢下和铝下钢上两种搭接方式进行比较研究。从接头截面形貌、组织表征、相分析、拉伸剪切性能等方面对两种搭接方式得到的铝/钢接头进行了比较。结果表明:铝上钢下接头的深宽比小于1,铝下钢上接头的深宽比大于1。接头中有氢气孔、锌蒸气孔及工艺型气孔等缺陷的生成。铝上钢下接头的整个焊缝金属由铁铝金属间化合物组成,该接头的平均抗剪强度为74.2 N/mm。铝下钢上接头仅在焊缝金属和铝基体之间形成一层金属间化合物,该接头的平均抗剪强度为163.4 N/mm。     

包覆钎料铝-钢螺柱焊接头组织及性能

采用包覆钎料感应加热方法,以AlSi钎料作为焊缝填充金属,对Q235钢螺柱和6061铝合金进行钎焊.利用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等表征方法,对接头的组织、成分和相组成等进行了分析.结果表明,AlSi钎料与铝母材反应充分,Si元素扩散至铝母材形成针叶状的共晶组织,焊缝近钢侧生成一条狭窄连续的Fe-Al金属间化合物,并沿垂直于铝基体的方向生成出胞状晶,金属间化合物层由Fe2Al5和FeAl3的混合相组织组成.力学性能测试表明,接头的抗剪强度最大为65 MPa,近钢侧金属间化合物的显微硬度值较高,接头断裂在金属间化合物区域,属于延性断裂.     

热处理对铝/镁合金复合板连接界面组织和性能的影响

对爆炸焊接方法制备的铝/镁合金复合板进行不同温度的后续退火处理。分别采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子背散射衍射仪(EBSD)对复合板接合界面的扩散层成分、物相以及组织形貌特征进行了分析。结果表明:随着退火温度的升高,复合板接合界面镁铝金属间化合物扩散层的厚度呈增大的趋势;扩散层由两层组成,分别为靠近镁合金一侧的Mg_(17)Al_(12)相金属间化合物层和靠近铝合金一侧的Mg_2Al_3相金属间化合物层;Mg_(17)Al_(12)相扩散层的组织形貌呈现柱状晶形态,而Mg_2Al_3相扩散层呈现细小的等轴晶形态。对复合板进行拉伸试验分析,结果表明:随着退火温度的升高,复合板的抗拉强度呈现下降的趋势,而伸长率呈现逐渐增大的趋势;退火铝/镁合金复合板的失效断裂路径为沿着Mg_(17)Al_(12)相扩散层及Mg_2Al_3相扩散层的接合界面。     

镁及镁合金熔炼用铁质坩埚腐蚀及防护

镁及镁合金熔炼用铁质坩埚在高温下易氧化腐蚀，严重影响坩埚的使用寿命和合金的质量。本文对熔镁铁质坩埚的腐蚀机理进行了分析，介绍了用复合型坩埚、调整坩埚基体化学成分、表面处理等提高铁质坩埚抗腐蚀能力、延长坩埚使用寿命的方法，并对不同方法存在的问题和解决途径进行了分析。     

B级钢中频感应熔炼用镁砂坩埚的失效与防护

根据B级钢中频感应熔炼过程中镁砂坩埚的工作环境特点,指出坩埚失效的主要形式:热应力开裂、侵蚀变薄、表层剥落、钢液渗透、表面结渣等,并对其失效机理进行分析。通过调整镁砂的颗粒级配,采用多相复合技术,在坩埚的特定区域使用特定坩埚材料的分区捣筑、合理安排烧结工艺、精心操作、精心修补。从而提高了坩埚使用寿命。     

熔镁铁坩埚对镁液的溶铁污染及防治措施

熔镁铁坩埚在使用过程中会产生铁在镁液中的溶解,造成镁液铁污染和坩埚腐蚀,针对这一问题,分析产生的原因和机理,着重介绍几种防止铁坩埚产生溶铁污染的方法,并进行了评述.     

高温堆芯熔融物池瞬态反应机理研究

为模拟核电厂高温堆芯熔融物堆内滞留的瞬态现象,采用冷坩埚电磁感应加热熔炼50kg级ZrO₂-Fe-Zr体系的混合物,通过XRD、SEM、EDS等检测手段分析了凝固后的熔融物铸锭的氧化层、金属层和氧化结壳的物相和元素分布情况。结果表明：50kg级初始熔池形成过程中,高温熔融物由于重力作用和不相容性分离成金属层和氧化层的两层结构,在熔池顶部及周围形成氧化结壳。之后,由于二次加料形成顶部液态金属三层熔池,顶部金属熔池可穿过氧化物硬壳以液滴状逐渐沉降到熔池底部。     

一种太阳能高效多晶硅铸锭用坩埚底部引晶涂层的制备方法

介绍一种太阳能电池用高效多晶硅片生产过程中,铸锭用坩埚底部引晶涂层的制备方法。此方法是在坩埚底部分别制备两个涂层:第一层是硅粉和无机陶瓷胶的混合物,第二层是氮化硅粉和无机硅溶胶、去离子水的混合物。此方法的创新点是将硅粉替代传统的石英砂作为引晶晶核来制作引晶层。结果表明,与传统石英砂引晶层相比,此方法产生的多晶硅锭晶体均匀、位错少,制成的太阳能电池转换效率高(平均达到17.8%)。     

离心定向凝固条件下的Bi-Mn合金生长机理

在适当的坩埚旋转速度和生长速度下，采用新型凝固工艺——离心定向凝固，可获得具有较理想的分层且定向生长的过共晶Bi-Mn合金自生复合材料；其显微结构特征是粗纤维状的MnBi化合物均布在断面内层的纯Bi基体中，外层则主要是Bi基体。着重对离心定向凝固工艺下的分层生长机制加以详细分析，同时对影响分层的多种因素进行论述。     

铸铁坩埚的使用寿命及其消失模铸造工艺

分析了用于废铝回收熔炼坩埚的使用性能要求,介绍了用消失模铸造生产铸铁坩埚的工艺。     

铅铋合金提纯用316L坩埚失效行为分析

使用316L坩埚对铅铋合金进行提纯处理6~7个月后,坩埚底部出现穿孔现象,侧壁减薄明显。利用XRD、SEM-EDS、LCM和体视显微镜对失效316L坩埚表面形貌、截面组分进行观察分析,结合使役环境分析失效原因。结果表明:在600 ℃待提纯液态铅铋合金中,316L坩埚发生严重的溶解腐蚀和氧化腐蚀;表面形成能有效保护基体的不均匀氧化层;未被氧化层保护的区域Sb元素富集,基体材料以大块物质剥落的形式进行溶解;基体内部出现蚀孔,蚀孔达到临界尺寸或在外力作用下,边缘处裂纹形核并长大,Sb元素沿裂纹扩展通道向基体内部渗透富集并溶解基体。     

A novel dual nickel coating on AZ91D magnesium alloy

Magnesium alloys covered with metal coating display excellent corrosion resistance,wear resistance,conductivity and electromagnetic shielding properties.The electroless plating Ni-P as bottom layer following the electroplating nickel as surface layer on AZ91D magnesium alloy was investigated.The coating surface morphology was observed with SEM and the structure was analyzed with XRD.Electrochemical tests and salt spray tests were carried out to study the corrosion resistance.The experimental results indi...     

Some Physicochemical Phenomena Observed During Fabrication of Mg-C Cast Composites

Some effects acquired in composites processed under industrial conditions were presented. Glassy carbon particles (GCp) and short carbon fibers were applied in magnesium matrix composites fabricated by suspension casting. As the matrix magnesium alloys with Al and without Al but with Zn, Zr and rare earth elements (RE) were used. The main interest was focused on the behavior of the reinforcing components, depending on the magnesium alloying elements. The observation of the stirred suspensions during their industrial processing detected an effect of carbon components’ migration to the top of the crucible, suggesting segregation processes. Experiments with unmixed suspensions performed by way of remelting the composites with uniformly distributed reinforcement showed that the segregation effect depends on the magnesium matrix composition. In the case of the alloy with Al, two zones with (top) and without reinforcement can be formed. For the alloys with Zn, Zr, and RE, an additional zone of segregated carbon reinforcement can appear directly at the bottom of the crucible. The SEM/EDS examination also showed some differences in the influence of the magnesium matrix on the carbon reinforcement dependent on the applied alloying elements. The most destructive effect was detected for the Al-containing alloy and minor defects in GCp were formed when Gd with Nd were applied.