AZ91D铸造镁合金交流脉冲双极微弧电沉积陶瓷膜

利用交流脉冲方法在AZ91D铸造镁合金表面成功实现阴、阳极微弧电沉积陶瓷膜,并使用SEM和XRD等手段对陶瓷膜的厚度、组织形貌、成分、结构和耐蚀性作了相应研究分析.结果表明,应用交流脉冲方法不仅能够在AZ91D铸造镁合金上实现阴、阳双极微弧电沉积陶瓷膜,同时在阴、阳极陶瓷膜中电沉积有稀土元素Ce.通过比较动电位扫描极化曲线和交流阻抗分析发现阴、阳极微弧氧化处理后AZ91D镁合金的耐蚀性得到显著提高.     

电解液中Li2SO4对ZAlSi12合金微弧氧化膜特性的影响

采用微弧氧化技术在ZAlSi12合金表面制备氧化膜,研究了Li₂SO₄的加入对微弧氧化膜性能的影响.随着电解液中Li₂SO₄含量增加,试样表面氧化膜变厚且粗糙.X射线衍射分析表明,微弧氧化膜主要由Al₂O₃相和莫来石相组成.加入Li₂SO₄且经微弧氧化处理得到的试样耐腐蚀性能优于未经微弧氧化处理的试样.     

K2ZrF6含量对ZrH1.8表面微弧氧化阻氢膜层的影响

采用微弧氧化技术在ZrH_1.8表面制备阻氢膜层,研究在Na₅P₃O₁₀-NaOH-Na₂EDTA电解液体系中K₂ZrF₆含量对膜层组织结构和阻氢性能的影响。借助场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射仪(XRD)分析膜层的微观结构和物相组成。采用涂层测厚仪对膜层的厚度进行测量,通过真空脱氢实验表征膜层的阻氢性能。相比未加入K₂ZrF₆时,电解液中添加适量K₂ZrF₆有助于改善膜层的表面质量,减少膜层中微孔和裂纹等缺陷的出现。XRD分析表明,不同K₂ZrF₆浓度时ZrH_1.8表面微弧氧化制备的膜层均主要由m-ZrO₂,t-ZrO₂和少量c-ZrO₂相组成。膜层厚度和氢渗透降低因子(PRF)随K₂ZrF₆浓度的增加均呈先增大后减小趋势,当K₂ZrF₆为4g·L^-1时,膜层的厚度最大为68.7μm,PRF最大为13.1,且膜层中大尺寸缺陷较少,添加K₂ZrF₆制备的陶瓷膜的阻氢性能均得到提高。K₂ZrF₆添加剂的加入可以使ZrH_1.8表面微弧氧化膜层的厚度增大,致密性增强,进而阻氢性能提高,膜层表面质量也得到改善。     

稀土元素铈对镁合金AZ91D显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、X射线衍射和扫描电镜等分析研究含铈镁合金AZ91D（0．25％Ce、0．7％Ce、0．95％Ce）的显微组织,并对其力学性能进行了测试,同时与不含铈镁合金AZ91D进行了比较。结果表明,加入一定量Ce后的镁合金AZ91D形成杆状化合物Al4Ce,被推移到生长界面,阻碍枝晶的自由生长,从而细化合金显微组织;Ce能提高镁合金AZ91D抗拉强度和硬度,而对其屈服强度和延伸率影响不大;加入0．7％Ce的AZ91D镁合金晶粒细化效果和综合力学性能比较理想。     

Mg-30Sr对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

为了开发低成本、高强度的新型镁合金．研究了微量Sr对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：Sr加入AZ91D镁合金,能明显细化组织晶粒。从而改善合金的室温力学性能。当加入1％Sr（质量分数）时,合金晶粒细化效果较好。其室温力学性能和硬度比原来都有较大的提高。     

Al-Ti-B对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

研究了Al-Ti-B对AZ91D镁合金铸态显微组织和力学性能的影响，并探讨其化学成分与组织结构和力学性能之间的变化。研究结果表明：Al-Ti-B加入AZ91D镁合金，能明显细化组织晶粒，从而改善合金的室温力学性能。当加入Al-Ti-B时，合金晶粒细化效果较好，其室温力学性能和硬度比原来都有较大的提高。     

镁合金微弧氧化研究

在两种体系中研究了镁合金的微弧氧化.对比实验表明,磷酸盐体系中钕对氧化膜外观、厚度和耐蚀性有较大改善,提高钕盐浓度效果更佳;硅酸盐体系中,用稀土盐溶液浸泡试样后,制得的试样表面颜色较白,膜层分布更均匀,起弧容易.两种体系中用稀土转化膜取代镁合金表面的自然氧化膜进行微弧氧化处理,获得的陶瓷层分布更加均匀,表面更光滑致密,耐蚀性显著加强.     

电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D镁合金组织的影响

研究了电磁搅拌工艺参数对半固态AZ91D合金组织的影响规律.结果表明:电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的固相颗粒为蔷薇状或粒状α-Mg,随电磁搅拌功率的增大,蔷薇状形态逐渐消失,固相颗粒形态趋于粒状和圆整;在实验范围内,随电磁搅拌电源频率的增大,半固态AZ91D合金组织中固相颗粒形态越来越圆整.这主要是由于电磁搅拌条件下半固态AZ91D合金组织的形成机理是以枝晶臂熔断为主,而在高频率下的电磁搅拌过程中,在搅拌室产生的集肤效应使得表面和中心出现宏观温度差,从而加强了固相颗粒随流场运动时的温度起伏,最终加速了枝晶的熔断.     

熔剂FHRJ对含铈AZ91D镁合金组织和性能的影响

通过对传统熔剂RJ-2和自制熔剂FHRJ对含铈AZ91D镁合金的显微组织和力学性能的研究对比,表明:含铈AZ91D镁合金采用自制熔剂FHRJ熔炼后,Mg17Al12相得到改善,晶内出现Al4C3形核质点,晶粒更细小,合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率等力学性能也比传统覆盖熔剂RJ-2更好。     

稀土元素La对AZ91D镁合金低周疲劳行为的研究

研究了AZ91D＋0．3％La镁合金在总应变幅△εt／2为0.2％～1.2％范同内循环加载时的低周疲劳行为。结果表明,在较大应变幅下,AZ91D＋0．3％La镁合金的循环滞后回线上分别出现捌点、拉压不对称和锯齿现象;镁合金的低周疲劳寿命随应变幅值的提高而下降,并且符合Manson—Coffin关系式;镁合金的循环应力响应行为和循环应力应变行为均呈现明显的循环硬化现象;疲劳断口上出现了多疲劳源现象,且随应变幅的增加越来越凹凸不平。     

AZ91D镁合金表面真空蒸镀锌铝复合涂层的研究

采用真空蒸镀的方法在AZ91D镁合金表面沉积了锌铝复合涂层,之后在大气环境中,400℃,32 MPa压力下保温2 h。利用OM,SEM,EDS,XRD对涂层的表面形貌,断层结构,表层物相组成进行观察和分析,并对蒸镀锌铝涂层的镁合金进行显微硬度测试和耐蚀性试验。结果表明:在AZ91D表面获得了均匀的锌铝复合涂层,涂层与基体间形成了相互扩散的过渡层,结合二元相图及各点的EDS结果分析可知,在Mg/Zn界面形成的共晶相为Mg2Zn11或MgZn2,在A l/Zn界面形成的共晶相为A l2Zn3;热压处理的试样表面显微硬度达到了1360~1430MPa,为基体硬度的1.7~2.4倍;在3.5%的NaC l中性溶液中浸泡72 h后,热压试样的涂层未发现明显破裂,岛状组织仍然存在,试样表面只出现了少量黑色斑点状的腐蚀,未热压试样的涂层大片剥落,露出了亮白色的基体,涂层已起不到保护基体的作用,而AZ91D试样的基体组织受到了很大破坏,腐蚀坑呈大片的连续状,并有团絮状的腐蚀产物Mg(OH)2,这种疏松的结构不具有防护作用,可见热压涂层使镁合金表面的耐蚀性能得到了明显的改善。     

AZ91D镁合金半固态浆料制备过程中的组织演变

对AZ91D镁合金进行了半固态等温热处理,通过光学显微镜、扫描电镜对其组织进行了研究。结果表明,AZ91D镁合金铸件经过580℃×30min半固态等温热处理后,合金显微组织中β-Mg17Al12相基本熔入基体,枝晶状的铸态组织在等温处理过程中变得细小圆整。     

AZ91D镁合金喷涂WC/Al2O3复合金属陶瓷涂层及其摩擦磨损性能

采用超音速等离子喷涂技术在AZ91D镁合金上喷涂WC/Al₂O₃复合金属陶瓷涂层,利用XRD衍射仪、SEM扫描电镜、涂层测厚仪、涂层粘结强度测试仪等设备测试涂层的表面结构、涂层厚度以及涂层与基体之间的结合强度,并通过涂层磨损测试仪测定了涂层的摩擦磨损性能。结果表明：涂层厚度控制在0.8～1.0 mm,结合强度约为35 MPa时最适宜;XRD的测试表明涂层主晶相为WC相和Al₂O₃相;SEM的分析表明涂层有稳定的层状结构,孔隙率较低;喷涂温度控制为400℃,涂层可获得较优异的耐磨损性能(磨损率13.9×10^-3mm³/(N·m));当摩擦磨损实验机的实验载荷为5 N,实验时间为2 h时,涂层的摩擦因数稳定在0.272,磨损量为0.003 5 g,磨损机理为磨粒磨损。     

近液相线半连续铸造AZ91D镁合金微观组织研究

用近液相线半连续铸造法制备出具有球状和蔷薇状晶粒的AZ91D合金坯料。考察了铸造速度对合金微观组织的影响，以及对铸锭边部和中心组织差异的影响。实验结果表明，随铸造速度的增加，铸锭逐渐趋向枝晶化，边部和中心组织差异经历了由小到大，再由大到小的变化。并对铸造速度的影响机理进行了分析。     

搅拌工艺参数对半固态AZ91镁合金晶粒密度的影响

在等温稳态条件下，对半固态AZ91合金浆料的晶粒密度进行了研究：在相同的剪切速率下搅拌，温度越低，固态镁合金晶粒密度越大；在相同温度条件下搅拌，随着剪切速率的增加，晶粒密度逐渐增加，当增加到一定值时，晶粒密度达到最大值，随后随着剪切速率的增加，晶粒密度减小，即随着剪切速率的变化，存在一个最佳剪切速率，使得晶粒密度最大。分析了搅拌时间对晶粒密度的影响，说明半固态浆料的搅拌时间不宜过长。同时还进行了在金属型中成形与水淬的半固态镁合金试样晶粒密度的比较，并得到了相似的规律。该结果为半固态AZ91合金压铸过程的数值模拟及进一步的试验研究提供了有用的数据。     

AZ91D镁合金流变压铸成形组织特征

以AZ91D镁合金建筑刮板为例,将自行开发的锥桶式流变成形机(TBR)与TOYOBD-900V4-T冷室压铸机相结合实现了流变压铸成形工艺过程.研究了不同流变成形工艺下压铸件的组织特征,分析了成形过程中浆料的组织形成机理及凝固行为.结果表明:该流变成形工艺可以获得内部组织细小、初生α-Mg晶粒呈近球形或球形且分布均匀的成形件.当内锥桶转速为700r·min^-1时,压铸件内部组织较圆整、均匀,平均晶粒尺寸约45μm,形状因子约0.81.流变压铸过程中合金熔体的凝固主要经历了一次凝固和二次凝固两个阶段.     

半固态AZ91D镁合金的时效行为

在过去的二十年,镁合金的使用迅速增加。采用镁合金制造汽车零部件可以较铝合金减重30％,较钢减重70％。有资料显示,1996年前,镁合金在汽车上应用的年需求量不足5万吨,2006年达到近20万吨。镁合金在汽车工业中的应用主要是压铸件。在压铸过程中,由于镁合金液是在高压下充型,因此压铸件存在较大的气孔率,铸件无法进行高温热处理,限制了材料力学性能的发挥。     

AZ91D镁合金表面电弧喷涂/微弧氧化复合陶瓷涂层结构组成与耐蚀性研究

通过一种新的电弧喷涂/微弧氧化(EASP/MAO)复合工艺,在AZ91D镁合金表面制备了复合陶瓷涂层。电弧喷涂处理试样在430℃下进行了热扩散处理后,在以硅酸盐碱性电解液体系中进行微弧氧化处理。利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对复合涂层表面和截面形貌、元素和相组成进行了分析,利用CS2350双单元电化学工作站对涂层试样在3.5%NaCl溶液中的动电位极化曲线进行了测定。结果表明:在430℃、氩气保护氛围下,保温热扩散处理2 h后,在基材与喷涂铝层间形成了热扩散层,扩散层由Al3Mg2和Al12Mg17两相组成。由于电弧喷涂铝涂层存在较多的表面缺陷,其对AZ91D镁合金基材只能起到有限的保护作用。经微弧氧化处理后,电弧喷涂铝涂层表面形成氧化铝陶瓷层,主要由α-Al2O3和γ-Al2O3两相组成。跟AZ91D镁合金基体相比,经微弧氧化处理10,20 min后的试样在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位分别正移到-0.8279,-1.0570 V,较基体约分别提高770,550 mV,腐蚀倾向降低,基体的自腐蚀电流密度为经过微弧氧化处理10 min后试样的4.1倍,为经过微弧氧化处理20 min试样的460.6倍。     

钇在AZ91D镁合金熔体中溶解机制的实验研究

研究了在不同温度条件下钇在AZ91D镁合金熔体中的溶解情况。试验结果表明,当试验温度为750℃时,熔体中Y含量增加缓慢。通过分析不同时刻未熔金属块内部微观组织形貌发现,有大量Y原子与Al原子在溶解过程中结合成Al-Y原子团。这些原子团聚集在未熔的金属Y周围,并随着保温时间的延长而不断增长。部分Al-Y原子团在重力作用下沉降到熔液底部,形成Y的偏聚。当试验温度为850℃时,体积较大的Al-Y原子团无法稳定存在,大量体积较小的原子团弥散分布在合金熔液中,从而没有出现偏聚现象。另外,随着温度的升高,Y原子的扩散速度以指数倍数增长,使得850℃合金熔液中的Y元素增加速度比750℃从3.50×10-3%/min增加到3.55×10-2%/min。     

双螺旋搅拌法制浆工艺参数对AZ91D合金半固态组织的影响

双螺旋搅拌工艺制备了AZ91D合金半固态浆料,获得金属半固态加工要求的细小、等轴分布均匀的非枝晶组织。研究了熔体温度、搅拌速度和剪切时间对该组织的影响规律。结果表明:采用合适的搅拌工艺,可获得金属半固态加工要求的细小、等轴分布均匀的非枝晶组织。即降低降体温度、搅拌速度及适当剪切时间有利于细小球形晶粒的形成。加大搅拌速度及合理搅拌时间可以细化晶粒,主要是由于是高剪切作用下熔体获得一个非常均匀温度场,从而增加有效形核的缘故。