AZ91镁合金强化改性研究

实际应用中对AZ91镁合金性能的要求不断提高.因此,对其进行强化与改性研究具有重要意义.该文综述了AZ91镁合金强化改性的主要方法,包括稀土合金化处理、热处理、强变形高压处理、复合处理以及表面处理等.论述了各种处理工艺对AZ91镁合金组织结构及其物理化学性能的影响.     

高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响

采用高压设备对AZ91D铸造镁合金进行高压固溶处理,研究高压固溶处理对AZ91D铸造镁合金组织的影响。研究结果表明,高压固溶处理可显著细化AZ91D铸造镁合金的晶粒,平均晶粒尺寸为58μm。同时,在晶粒内部,可见互相平行或交叉的孪晶,孪晶的厚度为1~5μm。高压固溶处理后的组织仍由α-Mg和β-Mg17Al12相组成,但是β-Mg17Al12相主要是以颗粒状分布于晶界。     

氢化处理制备纳米镁合金粉末

为了细化AZ91镁合金晶粒,采用氢化-歧化-脱氢-重组(HDDR)处理了镁合金粉末。研究了不同氢化温度、氢压和氢化时间对AZ91镁合金粉末HDDR过程的影响,探讨了AZ91镁合金HDDR过程的晶粒细化机制。分别用粉末X射线衍射、光镜、扫描电镜和透射电子显微镜来表征粉末的微观结构转变。结果表明,AZ91镁合金粉末最低的氢化温度是350℃,随着温度的增加、氢压的提高和氢化时间的延长,氢化反应的程度不断增加,直到粉末完全氢化,粉末最佳的HDDR过程参数是在450℃、4MPa氢压下氢化12h后,在350℃真空中脱氢4h;氢化脱氢后的粉末形貌为薄片状,大小与原始粉末相当;在最佳HDDR参数下,AZ91镁合金粉末的晶粒大小从100μm细化到了20nm。晶粒细化的过程表明,在HDDR的全过程中都有晶粒细化发生,其中较大程度的细化发生在脱氢重组过程中。     

La含量对AZ91镁合金耐蚀性能的影响

利用失重法和动电位极化法研究了添加La(w(La)=0%～0.65%)的AZ91合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,用SEM、EDS、XRD的表征结果分析La对AZ91镁合金腐蚀速率、腐蚀形貌、腐蚀电位及腐蚀电流的影响,并探讨其作用机理。结果表明,静态失重实验中,随La含量的增加,AZ91镁合金的腐蚀速率明显降低;电化学实验中,随La含量的增加,镁合金的腐蚀电位提高,腐蚀电流降低;当La的质量分数为0.16%时,AZ91镁合金的耐蚀性能最好,其腐蚀速率从8mg/(cm2.d)降低到2 mg/(cm2.d),腐蚀电位由-1.400 V提高至-1.328 V,腐蚀电流由0.527 mA降低到0.014 mA。La的加入对AZ91镁合金耐蚀性的机理是:La可使晶粒细化,改变β相的形貌,形成了强化相,并提高基体的电极电位,从而提高AZ91镁合金的耐蚀性能。     

钕对镁合金电偶腐蚀电流密度及分布的影响

气体保护条件下,通过向镁合金熔体中加入Mg-Nd中间合金的方法制备出不同稀土Nd含量的改性镁合金Mg-9Al-1Zn-xNd(AZ91Nd).采用电偶腐蚀、腐蚀电化学、X射线光电子谱(XPS)等方法研究了AZ91Nd镁合金在电偶腐蚀过程中的电流密度和分布的变化规律.电化学分析表明,在腐蚀过程中,镁合金腐蚀产物膜中含有一定量的Nd2O3,提高了AZ91Nd镁合金的自腐蚀电位和极化阻抗.腐蚀实验表明,Nd能够降低镁合金电偶腐蚀电流密度,促进电偶腐蚀电流在阳极表面均匀分布,抑制了局部腐蚀,提高了镁合金的抗电偶腐蚀性能.AZ91Nd耐蚀性提高的主要原因在于:Nd2O3提高了腐蚀产物膜的致密性导致合金的腐蚀电位和极化阻抗增加.     

富铈混合稀土对压铸AZ81合金组织和性能的影响

为开发铸造性能优越、成本低廉、中温性能略有改善,并能满足摩托车曲轴箱服役环境的新型镁合金提供材料基础,通过往AZ81合金中添加富铈混合稀土,考查稀土对压铸镁合金AZ81组织和性能影响.结果表明:少量加入稀土能起晶粒细化和固溶强化作用;随加入量增大,稀土以晶界和穿晶条状脆性相存在,对合金强度的损伤作用大于强化作用.因此,压铸AZ81的常温和150℃抗拉强度和屈服强度随稀土加入量的增加先略有提高,然后持续降低;室温延伸率随稀土加入量增加而连续下降,对150℃温度下的延伸率无明显影响;但富铈混合稀土的加入显著提高合金的蠕变抗力.     

半固态AZ91D镁合金触变压铸充型过程的数值模拟

以半固态AZ91D镁合金浆料的流变性能的实验研究为基础,通过曲线拟合的方法建立半固态AZ91D镁合金的表观粘度的触变模型.根据此触变模型开发了半固态AZ91D镁合金触变压铸充型过程中的表观粘度计算程序,并嵌入在Castsoft软件中,实现了半固态AZ91D镁合金触变压铸过程的流场和温度场的模拟计算.模拟结果表明:充填速度和浆料温度对半固态AZ91D镁合金浆料的充填过程有显著影响, 最佳充填速度的范围为2～5m·s-1,半固态浆料的最佳温度范围为570～580℃.     

AZ91D镁合金组织细化及其对部分重熔半固态组织的影响

通过对熔体进行高强度剪切处理,研究了其对AZ91D镁合金的组织细化作用,获得了不同的铸锭组织,并研究了铸锭初始组织对二次加热后组织的影响.结果表明,熔体高强度剪切处理具有显著的晶粒细化作用,在650℃对熔体高强度剪切处理后,AZ91D镁合金铸锭平均晶粒尺寸由500μm降到170μm.降低熔体处理温度至605℃,组织得到进一步细化,平均晶粒尺寸约为60μm.原始组织大小对二次加热后组织的大小、液相分布具有重要的影响.熔体高强度剪切处理对AZ91D镁合金铸锭的晶粒细化作用在二次加热后能够基本保留下来.在相同的加热条件下,均匀细小的原始组织有利于获得更高的有效液相分数和更趋于球形的晶粒组织.     

稀土Gd对AZ系列镁合金压铸件性能的影响

研究了添加稀土元素Gd(0～3.0%)对AZ镁合金压铸件力学性能的影响,试验结果表明:随稀土Gd加入量的增加,AZ镁合金抗拉强度和屈服强度先有提高,过量的稀土Gd反而使AZ铁合金抗拉强度和屈服强度下降.稀土Gd加入量为1.5%时,稀土对AZ镁合金的力学性能强化效果最好,在室温及150 ℃温度条件下AZ-Gd镁合金综合性...     

AZ31镁合金的研究进展

综述了AZ31镁合金基本特征,讨论了主要合金元素对AZ31镁合金组织和性能的影响、AZ31镁合金的力学性能以及AZ31镁合金的晶粒细化、超塑性的研究现状,对AZ31镁合金的发展前景进行分析,指出应加强其成形技术、镁基复合材料和AZ31镁合金基础理论的研究．     

热处理对AZ91D镁合金组织及力学性能的影响

结合Mg-Al二元相图,研究不同时间固溶处理对AZ91D镁合金力学性能的影响,以及固溶时效处理后镁合金组织、性能的变化.结果表明,随着固溶处理时间的延长,AZ91D镁合金中的β相逐渐分解并溶入α相中,固溶处理5 h后,β相完全分解;继续延长固溶处理时间,AZ91D镁合金中的合金元素在扩散机制的作用下趋向均匀.研究还发现,AZ91D镁合金经415℃×10 h和415℃×24 h固溶处理后力学性能最优,且经时效处理后这2组工艺仍具有最优的力学性能.     

超声冲击对AZ91D镁合金耐磨性的影响

对AZ91D镁合金进行超声冲击处理,然后使用扫描电镜等观察冲击前后组织的变化,接着对不同冲击参数的镁合金试样进行磨损试验。实验结果表明,超声冲击处理能提高AZ91D镁合金的耐磨损性能。经分析计算,当冲击电流为1.2 A,冲击时间为3 min、6 min、9 min时,AZ91D镁合金的耐磨性分别提高了23.91%、40.00%、49.13%;当冲击电流为1.5 A,冲击时间为3 min、6 min、9 min时,AZ91D镁合金的耐磨性分别提高了53.48%、55.23%、57.40%。     

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜,用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能.用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究,比较了不同表面处理方法的作用和效果.结果表明,采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔,使镁合金耐蚀性能显著提高.     

快速凝固工艺对AZ91HP镁合金腐蚀性能的影响

通过铜模铸造制备快速凝固的AZ91HP镁合金.利用失重法及动电位极化曲线研究了常规铸造AZ91HP和快速凝固AZ91HP镁合金样品在NaCl腐蚀介质中的耐腐蚀性能;通过金相显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）及X射线衍射（XRD）分析了腐蚀后合金微观组织及相结构.结果表明,快速凝固的AZ91HP镁合金具有更好的耐腐蚀性能.其主要原因是经快速凝固工艺后：①β-Mg17Al12相近似连续地分布于细小的α-Mg晶界上;②合金的元素分布更加均匀;③合金显微缩松减少.     

热轧AZ31镁合金薄板的室温成形性

针对AZ31镁合金板材室温冲压成形较差的特点,采用不同轧制温度获得镁合金板材,使用半球形凸模胀形,绘制镁合金室温成形极限图并分析轧制温度对镁合金板材组织和室温成形能力的影响.发现AZ31镁合金板材的成形性能不仅与晶粒尺寸有关,还与晶粒取向有关.基面织构的减弱可明显提高板材的胀形性能,在基面织构强度相似的情况下,晶粒尺寸对板材的成形性能起决定性影响.     

AZ91D镁合金在NaCl溶液中的电化学噪声现象

利用电化学噪声技术研究AZ91D镁合金的腐蚀过程,探讨Cl-浓度对AZ91D镁合金电化学噪声的影响.首先使用电化学工作站对有效噪声数据进行采集,然后对电化学噪声数据进行时域、频域分析,由此演化出电化学噪声特征参数,最终建立了电化学噪声与AZ91D镁合金腐蚀过程的联系.同时使用扫描电子显微镜观察了AZ91D镁合金出现电化学噪声时的表面形貌.实验结果表明,在含Cl-溶液中,AZ91D镁合金在一定时间内均出现不同程度的电化学噪声现象,同时,随着Cl-浓度增加,AZ91D表面伴随着点腐蚀.     

高压低温烧结AZ91细晶镁合金及其力学性能的研究

为了细化镁合金晶粒,对AZ91粉末采用高压低温烧结方法制备细晶AZ91镁合金,利用金相显微镜和X射线衍射仪(XRD)分析了烧结体的显微组织与成分,研究了烧结时间与致密度和硬度的关系,揭示了高压低温烧结过程中烧结体内组织的细化与生长机理。结果表明,在1 200 MPa、300℃条件下烧结48h后,晶粒平均尺寸约10μm,致密度达到99.5%;与铸态时相比,高压低温烧结法制备的镁合金,其显微硬度(HV)值从81.6提高到103。本研究对回收利用工业镁合金废屑、拓展高性能镁合金研究提供一种新途径。     

Ho对AZ91镁合金显微组织和力学性能的影响

采用扫描电镜观察、X射线衍射和拉伸试验等方法对稀土钬(Ho)改性Mg-9Al-1Zn (AZ91)镁合金的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明:Ho能够充分细化AZ91镁合金中的α-Mg和β-Mg17Al12晶粒,抑制二次β-Mg17Al12的析出,使不完全离异共晶转化为离异共晶,并在合金中生成颗粒状Al2Ho金属间化合物.Ho通过细晶强化增加了合金强度,改善了塑性,使合金的断裂机制从脆性解理断裂转变为准解理断裂.     

AZ91D镁合金微弧阳极氧化及表面处理研究

采用微弧阳极氧化技术在AZ91D镁合金表面获得多孔结构的氧化膜，用不同方法对所得氧化膜进行表面后处理以提高其防腐蚀性能．用扫描电镜和电化学方法对阳极氧化膜的形貌和防腐蚀性能进行了研究，比较了不同表面处理方法的作用和效果．结果表明，采用水合及有机物封孔处理能够有效地封闭AZ91D镁合金微弧阳极氧化膜的微孔，使镁合金耐蚀性能显著提高．     

稀土铒、铈改性AZ91镁合金应力腐蚀行为研究

通过金属型浇铸方法制备稀土铒(Er)、铈(Ce)改性AZ91镁合金(AZErCe).采用慢应变速率拉伸(SSRT)试验、动电位极化测试、X射线光电子谱(XPS)、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等方法研究Er、Ce对AZ91镁合金显微组织以及在含Cl~-湿大气下应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响.结果表明,稀土Er、Ce添加后,β-Mg_(17)Al_(12)相由不连续网状分布转变为细小的弥散岛状分布,并生成Al_3Er和Al_(11)Ce_3金属间化合物,减少β-Mg_(17)Al_(12)相的体积分数;通过抑制β-Mg_(17)Al_(12)相的阴极作用,提高表面膜的致密性,改善合金抗局部腐蚀性能,阻滞裂纹的萌生、扩展以及弱化氢脆的影响,Er、Ce极大提高了AZ91镁合金的抗应力腐蚀性能,合金的应力腐蚀断口由脆性解理断裂转变为准解理断裂,且断口边缘局部腐蚀程度大大减轻.