触变成形AZ91D镁合金腐蚀过程中表面合金元素浓度变化分析

通过EPMA-1600电子探针对触变成形AZ91D镁合金在3.5%NaCl溶液腐蚀过程中表面主要合金元素浓度变化进行跟踪分析.结果表明：表面合金元素浓度的变化与合金元素所处的区域有关,在整个腐蚀表面上,Mg浓度随腐蚀的进行而降低,Al浓度升高;其中,原液相区Al浓度升高幅度最大.这是因为在β相（Mg17Al12）表面析出H2的扰动破坏了共晶α相表面腐蚀产物成膜的稳定性,使得共晶α相因无法得到腐蚀产物膜的保护继续腐蚀;Zn主要以固溶方式随β相凝固,作为腐蚀电池的阴极,在腐蚀过程中浓度基本不变化.     

触变成型镁合金AZ91D在NaCl水溶液中的腐蚀行为

用失重法、金相显微镜和扫描电镜（SEM）研究了金属型铸造镁合金AZ91D和触变成型镁合金AZ91D在3．5％NaCl水溶液中的腐蚀行为与组织之间的关系。结果显示：触变成型镁合金的耐蚀性高于金属型铸造镁合金是因为微观组织的不同所致。在腐蚀初期，触变成型镁合金内层试样腐蚀速率高于表层试样，这是由于表层组织中的卢相含量高于内层组织；随腐蚀进行，腐蚀速率基本一致腐蚀主要发生在阳极（共晶α相和α相）区域，卢相作为电偶腐蚀的阴极。电偶对的腐蚀电位、相对位置和面积比是影响触变成型镁合金腐蚀速率的主要因素。     

半固态触变成形AZ91D镁合金卫星角框件

通过对等径道角挤压处理后的AZ91D镁合金坯的触变成形试验，并借助于金相显微镜、Instron材料拉伸试验机等分析手段，对AZ91D镁合金卫星角框件的半固态触变成形工艺进行了研究。研究结果表明：当坯料加热温度为560℃，保温时间为20min，模具预热温度为400℃，保压时间为40s时，强度可达到292MPa，伸长率达到4．8％；触变成形对材料微观组织的影响主要表现为较明显的固液相分离现象，而对制件晶粒形状的影响比较小，在成形过程中，坯料的流动方式是以液相包裹球状固相颗粒的方式进行的；通过固溶处理和自然时效可以提高触变成形后的卫星角框件的强度；当固溶时间为6h，强度提高幅度在10％以上。     

AZ91D镁合金的触变成形及其磨损性能的研究

研究了加热时间和模具预热温度对AZ91D镁合金触变成形性、组织和磨损性能的影响。结果表明，适合AZ91D镁合金触变成形的最佳加热时间为90min(在585℃)，模具预热温度为350℃；在此工艺条件下，初生相颗粒较圆整、粒度较小，组织最致密，相应地，其耐磨性也最好；与金属型铸造相比，触变成形显著地减少了缩松，因而，也明显地提高了耐磨性。     

AZ91D镁合金触变成形二次加热技术与工艺优化

结合镁合金半固态加工的特点,确定了AZ91D镁合金触变成形二次加热的方法,研制了AZ91D镁合金实用的二次加热设备,制定了合理的二次加热工艺参数,并且通过二次加热试验验证了设备和工艺参数的可行性.     

触变成型镁合金AZ91D在兰州城市大气中的腐蚀行为研究

研究了兰州大气中触变成型镁合金AZ91D的腐蚀行为.结果表明:发生的腐蚀是与降水有关的电偶腐蚀,湿度是影响腐蚀过程的主要因素之一;腐蚀发生在原固相区的α相和液相区的共晶α相,β相作为腐蚀的阴极区;α相表面形成的表面膜和龟裂是α相腐蚀加剧的主要控制因素.腐蚀产物与大气中的腐蚀性气体CO2,SO2有关.     

时效处理对触变成形AZ91D镁合金组织和力学性能的影响

研究了固溶时效处理(T6)对触变成AZ91D合金组织演变的影响及组织与性能之间的关系。结果表明，触变成形AZ91D合金具有明显的时效硬化特征，分布在基体品界处的β相的数量、大小和形态与合金的力学性能有密切的关系。T6处理能明显提高合金抗托强度、屈服强度与硬度．T6处理后的合金的σb=212MPa，σ0.2=122MPa，硬度为83HV；并且热处理后的断口呈现明显的解理断裂特征。     

触变成形AZ91D合金的组织及磨损性能的研究

研究了触变成形AZ91D镁合金的组织和磨损性能.结果表明,触变成形AZ91D合金长方体零件的组织并不均匀:在纵向远离内浇道的区域和在横向远离中心的部位初生相颗粒分数略有减小;在往复式磨损实验中,随着往复次数的增加,磨损率先急剧增加,最后趋于常数,随着载荷和往复频率的增加,磨损率则一直呈增大趋势;与金属型铸造相比,触变成形能显著提高耐磨性.     

半固态AZ91D镁合金触变特性研究

在自行设计的Couette型同轴双桶流变仪上对半固态AZ91D镁合金浆料的触变性能进行了研究,结果表明半固态AZ91D浆料经等温静置后,表观粘度升高,然后在剪切作用下逐渐降低,最后达到一个稳态值,呈现出典型的剪切变稀特性;在相同剪切速率下,随静置时间的延长,半固态AZ91D合金浆料在随后的剪切作用下表观粘度达到稳态所用时间随之延长,同时稳态表观粘度也相应增大,这主要是由于静置过程中固相颗粒发生了合并;在剪切速率和静置时间相同时,随固相率的增加,半固态AZ91D合金浆料达到稳态所需时间也随之增加;在相同固相率和静置时间下,随剪切速率的增大,半固态AZ91D合金浆料的稳态表观粘度随之降低,同时达到稳态粘度所需时间也随之减小.     

AZ91D镁合金半固态触变成形压铸工艺

采用等温热处理对AZ91D镁合金进行非枝晶化，研究半固态镁合金的触变压铸工艺，得到性能良好的触变压铸镁合金试件。通过改变压力和压射速度等工艺参数，发现其抗拉强度和伸长率都随着压力或速度的上升而增加，当增压压力为35MPa和压射速度为4．5m／s时，其抗拉强度达到最大，为237．5MPa，伸长率为4．8％。通过组织分析认为，半固态触变压铸对晶粒细化效果明显，这与固相颗粒在充型过程中的二次破碎，液相喷射分散后凝固具有直接的关系。     

pH值对触变成形和金属型铸造AZ91D镁合金试样应力腐蚀行为的影响

采用静载荷实验和扫描电镜,研究了pH值对触变成形和金属型AZ91D镁合金应力腐蚀行为的影响。通过对试验现象、试样断裂时间及断口形貌的对比分析,结果表明:触变成形AZ91D镁合金的抗应力腐蚀敏感性明显高于金属型AZ91D镁合金的。主要是由于触变成形工艺的优良性,使得镁合金的组织在二次加热等温处理的过程中具有了球状的组织结构,而并非像金属型那样的树枝晶状的组织。同时这种成形工艺也降低了铸件的缩松、气孔和氧化夹杂等缺陷。     

触变成形AZ91D镁合金在NaCl水溶液中腐蚀特征

通过SEM观察及采用EPMA测定和失重法，对3．5％NaCl水溶液中金属型铸造和触变成型镁合金AZ91D腐蚀行为及腐蚀后微观组织特征进行分析，表明触变成形镁合金的腐蚀速率小于金属型铸造合金的腐蚀速率，原因是微观组织的差异导致其耐蚀性不同；镁合金腐蚀电偶对是以α相和共晶α相作为阳极，β相作为阴极。阳极是被腐蚀相，腐蚀是分阶段分层次进行的，α相是腐蚀初期的被腐蚀相，共晶α相是后期被腐蚀的主要相，β相和共晶α相的相对位置和结构决定着后期腐蚀速率；触变成型中β相的偏析提高了合金的耐蚀性。     

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。     

Mg合金AZ91D在城市大气环境中的腐蚀行为

用扫描电镜、X射线衍射方法对Mg合金AZ91D在城市大气中的腐蚀层形貌,腐蚀产物进行了分析和研究。结果表明:腐蚀初期在材料表面生成一层Mg(OH)_2薄膜,随着腐蚀的不断进行,膜增厚并开裂,最终形成网状结构,在裂纹处水蒸气容易凝聚,腐蚀性气体及盐粒容易吸附,且裂纹或缝隙为氧的扩散提供了通道,造成Mg合金局部腐蚀严重,生成的腐蚀产物主要为Mg(OH)_2,Al(OH)_3,Mg_2CO_3(OH)_2·3H_2O和Mg_2(OH)_3Cl-4H_2O,这些微溶的腐蚀产物对基体起到了一定的保护作用,从而在后期降低了Mg合金的腐蚀速率。     

成形工艺参数对触变成形AZ91D镁合金滑动磨损性能的影响

研究了模具温度、锭料加热温度和加热时间对触变成形AZ91D镁合金滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着模具温度的升高,合金的磨损率逐渐升高;随着锭料加热温度的升高,合金的磨损率先降低后升高;随着锭料加热时间的增加,合金的磨损率逐渐升高。不同的触变成形工艺参数对AZ91D镁合金的摩擦系数影响不大。     

AZ91D镁合金在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的方法研究了AZ91D镁合金在不同pH值的模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,并用扫描电镜观察了试样腐蚀后的表面形貌。结果表明:随着溶液pH值升高,AZ91D镁合金的极化电阻变大,腐蚀电流密度减小;当pH值为2.7和3.0时,EIS由两个容抗弧组成,随着pH值的继续升高,EIS转变为单一容抗弧,镁合金表面形成了完整的表面膜,对基体金属具有一定的保护性;在模拟酸雨溶液中AZ91D镁合金整个表面受到腐蚀,腐蚀程度随着pH值的升高而变小,白色腐蚀产物主要由镁、铝、硫和氧元素组成。     

SO2大气中AZ91D镁合金的腐蚀规律

通过室内模拟实验,研究了含体积分数4×10-6SO2大气中AZ91D镁合金的腐蚀行为。利用原子力显微镜、金相显微镜和扫描电镜观察腐蚀形貌,用XRD分析腐蚀产物。AZ91D镁合金腐蚀1200h的增重变化分为2个阶段,第1阶段符合线性增加规律,第2阶段符合指数衰减规律。腐蚀过程中,β相作为阴极,α相作为阳极,在其上形成颗粒状腐蚀产物,产物不断增多蔓延,直至完全覆盖镁合金表面。同时,在这层产物的裂纹处出现大颗粒产物。腐蚀产物主要为MgO,Mg(OH)2,MgSO3·6H2O,MgSO4·6H2O,随着腐蚀时间的延长,MgO与Mg(OH)2的量减少,而MgSO3·6H2O和MgSO4·6H2O的量增加。