镁合金材料表面处理技术研究新动态

对镁合金材料近年来在表面微弧氧化、表面超疏水膜层、激光表面改性以及溶胶-凝胶涂层四个方面的研究动态进行了简要综述。镁合金材料采用双极性和混合(单极和双极的组合)电流模式微弧氧化处理的膜层生长速率较快,膜层更致密且硬度更高,膜层的耐磨性和耐腐蚀性能更好。在高浓度苛性碱为主的强碱性溶液中添加适量的添加剂,经短时间(~3 min)微弧氧化处理,即可获得中性盐雾试验达200 h以上的致密耐腐蚀膜层。采用水热法、电化学刻蚀、微弧氧化和电沉积等方法,可在镁合金材料表面形成具有微纳米多级结构的粗糙表面,再用低表面能物质对粗糙表面进行修饰,可在镁合金表面获得超疏水膜层,从而提高镁合金的耐腐蚀性能。镁合金材料激光表面改性处理可改善其表面成分,细化晶粒,使组成相分布更均匀以及提高表层的固溶度极限,从而提高镁合金材料的耐腐性能、摩擦磨损抗力和疲劳强度。溶胶-凝胶有机/无机杂化涂层与镁合金基材良好的附着力,不仅可提高镁合金的耐腐蚀性能,还可以使镁合金具有抗氧化、耐磨损、防水性以及其他性能。     

高性能镁合金研究及应用的新进展

镁合金作为21世纪的绿色环保工程材料之一,近年来已成为全球学术界的一个研究热点,并越来越受到工业界的重视。主要综述了高性能镁合金的研究进展和应用现状,主要介绍了阻燃镁合金、低成本高强度铸造镁合金以及高强高韧高温变形镁合金研究及应用的新进展。此外,还介绍了镁合金成形加工技术方面的研究成果。最后,展望了高性能镁合金的发展趋势。     

固溶处理对AM60B+XRE及AZ91D+XRE 镁合金性能的影响

研究了添加少量富铈混合稀土的AM60B+xRE及AZ91D+xRE合金(x=0.4、0.8、1.2、1.6和2.0%,质量分数)固溶处理后的显微组织与机械性能.结果表明,添加混合稀土能显著提高合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0.2,固溶处理明显提高AZ91D+xRE合金的强度;AM60B+xRE及AZ91D+xRE合金的铸态组织由α(Mg)固溶体、杆状Al11RE3相、颗粒状Al10Ce2Mn7相以及网状Mg17Al12相组成,经过固溶处理后,网状Mg17Al12相完全溶解,只剩下热稳定性较高的Al11RE3相和Al10Ce2Mn7相,随固溶时间的延长,其形态略有改变.AM60B+xRE合金拉伸试样断口呈带局部韧窝的准解理断裂形式,而AZ91D+xRE合金则呈现沿晶断裂+解理断裂的混合断口形态.     

Relationship between heat treatment and corrosion behaviour of Mg-3.0%Nd-0.4%Zr magnesium alloy

The corrosion behaviour of Mg-3.0Nd-0.4Zr （NK30） magnesium alloy was investigated in as-cast （F）, solution treated （T4） and peak-aged （T6） conditions in 5% NaCI solution by immersion tests and electrochemical measurements. The results of immersion test show that NK30 alloy exhibits better corrosion resistance in F condition than it does in the other two conditions due to the more compact corrosion film formed on alloy in F condition. The potentiodynamic polarization curves show that the overpotential of cathodic hydrogen evolution reaction on NK30-F is much higher than that on NK30-T4 and NK30-T6. The corrosion potentials of NK30 increase in the following order： F〈T4〈T6. The results of electrochemical impedance spectroscopy （EIS） also confirm that the corrosion film of NK30-F plays a more protective role than that of NK30-T4 and NK30-T6.     

固溶处理对AM60B＋xRE及AZ9lD＋xRE镁合金性能的影响

研究了添加少量富铈混合稀土的AM60B xRE及AZ9lD xRE合金(x＝0．4、0．8、1．2、1．6和2．0％，质量分数)固溶处理后的显微组织与机械性能．结果表明，添加混合稀土能显著提高合金的抗拉强度σb和屈服强度σ0.2，固溶处理明显提高AZ9lD xRE合金的强度；AM60B xRE及AZ9lD xRE合金的铸态组织由α(Mg)固溶体、杆状Al11RE3相、颗粒状Al10Ce2Mn7相以及网状Mg17Al12相组成，经过固溶处理后，网状Mg17Al12相完全溶解，只剩下热稳定性较高的Al11RE3相和Al10Ce2Mn7相，随固溶时间的延长，其形态略有改变．AM60B xRE合金拉伸试样断口呈带局部韧窝的准解理断裂形式，而AZ9lD xRE合金则呈现沿晶断裂 解理断裂的混合断口形态．     

镁合金副车架压铸过程计算机仿真与工艺优化

基于AnyCasting软件,采用正交试验研究了压铸过程中冲头速率、模具温度、浇注温度对镁合金副车架铸件气孔含量、氧化倾向、冷隔和缩松等缺陷的影响,并得到了优化的压铸工艺参数:冲头速率为7m/s、模具温度为250℃、浇注温度为700℃。在该工艺参数条件下,获得了表面和内部品质良好的镁合金副车架压铸件,同时验证了通过模拟仿真优化压铸工艺参数方法的有效性。     

高性能稀土镁合金的研究进展

随着近年来汽车等工业节能减排对更高性能轻质镁合金的迫切需求,镁合金在工业应用中展现出了很大的发展前途。稀土镁合金系由于具有高温强度高、优良抗蠕变性能及耐热性能以及良好的塑性和耐腐蚀性等高性能,已经成为越来越受到重视的镁合金系之一,并在航空航天、电子、汽车、通讯等领域得到了广泛应用。目前,国内外已开发了Mg-Gd、Mg-Y、Mg-Gd-Y、Mg-Y-Gd等一系列稀土镁合金。综述了高性能稀土镁合金的研究进展和应用现状,主要介绍了Mg-Y和Mg-Gd二元和多元合金系的研究开发及应用的新进展,以及含长周期堆垛有序结构（Long Period Stacking Ordered Structure,简称LPSO结构）的Mg-Y-Zn、Mg-Gd-Zn、Mg-Gd-Y-Zn、Mg-Y-Gd-Zn合金系的研究现状。最后,展望了高性能稀土镁合金的发展趋势。     

Mg-Al合金晶粒细化研究进展

对Mg-Al合金晶粒细化的研究进展进行了综述。在理论研究方面,边-边匹配模型(E2EM)成功用于预测镁合金的异质形核颗粒,相互依存理论清晰的表述了镁合金晶粒的形核与长大过程,合金平均晶粒尺寸由无形核区大小和异质形核颗粒平均间距共同决定;在实验研究方面,高纯Mg-Al合金的天然形核机制来源于Al-C相的异质形核作用,而Mg-Al合金中含有Fe和Mn元素时,Al-C相的异质形核作用被破坏,Al-Fe-Mn三元相取代Al-C相起到异质形核作用。对比了Mg-Al合金不同细化方式的优缺点,指出过热处理和C细化方法是目前Mg-Al合金最有效的细化方法,并对今后Mg-Al合金晶粒细化研究的方向进行了展望。     

固溶处理对压铸GZ142合金显微组织的影响

借助XRD、SEM、EDX和TEM检测手段,对比了固溶处理前后压铸GZ142合金的显微组织。结果表明,固溶处理前压铸GZ142合金由α-Mg基体和(Mg, Zn)₃Gd共晶次生相组成,在400 ℃下固溶处理1 h后,晶内生成了大量层状14H型的长周期堆垛有序结构（LPSO）,同时,部分(Mg, Zn)₃Gd共晶次生相转变成同样具有长周期堆垛有序结构的X相。     

镁合金表面新型高耐蚀性植酸化学转化膜的制备

目的 提高镁合金的耐蚀性能。方法 通过在单一植酸转化膜基础上,利用植酸的强络合作用,在反应溶液中引入金属离子,获得新型高耐蚀性植酸转化膜层。通过正交实验、SEM、EDS和电化学方法,对新型植酸转化膜层的工艺配方、微观形貌、元素组成和耐蚀性进行分析。结果 正交试验研究得到了新型植酸转化膜层的最佳工艺参数为：25 g/L Mn(H2PO4)2+10 g/L植酸,反应温度95 ℃,反应时间10 min。在此工艺下,得到的膜层均匀,和未添加Mn离子的膜层相比,裂纹明显减小。EDS结果表明,膜层的主要元素为Mg、P、O、Mn、C,转化膜的成分可能是锰、镁与植酸形成的络合物。动电位极化曲线的实验结果表明,新型植酸转化膜可以极大地降低镁合金的腐蚀电流密度（Jcorr=0.337 ）,对镁合金的保护效率为96.37%。结论 通过在植酸转化膜中添加Mn元素,不仅可以减小植酸膜层的裂纹宽度,还可以极大地提高镁合金的耐蚀性。