ZK60镁合金铸态显微组织分析

作为高强度变形镁合金研究的基础工作,较系统研究了ZK60镁合金的铸态组织.光学显微分析表明,铸态组织中存在很明显的枝晶;有相当数量的共晶组织沿晶界或枝晶边界断续分布.差热分析(DSC)表明,在加热和冷却速度分别为15 K/min和10 K/min时共晶组织的熔化温度为345℃,凝固析出温度为328.7℃.x-衍射分析初步确定,在铸态ZK60镁合金中主要有α-Mg,MgZn,MgZn23种合金相.透射电子显微分析发现,共晶组织类型、组成和分布具有多样性,选区电子衍射花样标定共晶组织主要由α-Mg和MgZn两相构成.     

Nd对AJ61镁合金微观组织及腐蚀性能的影响

采用真空熔炼、氩气保护的方法制备了AJ61-xNd镁合金,研究了稀土元素Nd对AJ61镁合金微观组织的影响规律.采用静态失重法、极化曲线法研究了AJ61-xNd镁合金在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为.实验结果表明:随着Nd的加入,合金中出现Al2Nd、Al3Nd新相,合金晶粒得到细化,当Nd的质量分数为0.5%时合金晶粒最细.稀土元素Nd的加入显著降低了AJ61合金的腐蚀速度和腐蚀电流,提高了AJ61镁合金的平衡电位和腐蚀电位,显著改善了合金的耐腐蚀性能.在本实验范围内,当Nd质量分数为0.5%时,实验合金的耐腐蚀性能最好.     

激光功率对AZ91HP镁合金熔凝层组织和性能影响

为提高镁合金表面耐磨蚀性,开展了真空条件下AZ91HP镁合金CO2激光熔凝处理.固定扫描速度下通过改变激光功率,分析讨论了激光功率对熔凝层组织和性能的影响.研究结果表明,随激光功率增加,硬质相β-Mg17Al12含量逐渐增加,熔凝层枝晶逐渐粗化,枝晶变长;由于枝晶细化和硬质相β-Mg17Al12的综合作用,熔凝层在激光功率为3 kW时具有较高的硬度,较好的耐磨性;熔凝层耐蚀性随功率增加而提高.     

镁合金车轮成形工艺及模具研究

针对铸造镁合金车轮存在缺陷及力学性能相对较差等问题,制定了锻造镁合金车轮成形工艺,并根据该工艺要求设计了成套模具,确定了工艺参数和工艺步骤,试制了车轮产品。实验性生产表明：该工艺具有简单易行、生产效率高、易于自动化等优点;设计的成形模具设有特殊卸料及补温装置,保证了工艺的顺利实施;车轮产品的力学性能好,顺利通过了标准台架试验检测;节能效果对比测试表明：与同款式铝合金车轮相比,镁合金车轮实现减重35%、等速路跑测试条件下节能约11%、等速台架测试条件下节能约15.4%。     

镁合金表面反应热喷涂陶瓷涂层制备及性能

采用SHS反应火焰喷涂技术,把Al-CuO系铝热剂引入到喷涂材料中,在AZ91D表面成功制备了Al2O3基复相陶瓷涂层.试验结果表明,SHS反应热喷涂层抗热震性明显优于普通热喷涂层,热震次数可达40次左右,若辅以Ni-Al打底,喷后重熔工艺可使涂层热震到50次时仍完好无损;喷涂试样耐蚀性随着致密性的增大而提高,反应热喷涂层耐蚀性比基体提高36倍;Ni-Al打底,喷后重熔后可提高至基体的160倍:清漆封孔后几乎不发生腐蚀,耐蚀性最好.     

镁合金表面复合膜的制备及其耐蚀性

利用溶胶凝胶技术在镁合金微弧氧化膜表面制备SiO2溶胶凝胶膜形成复合膜层.通过扫描电镜和能谱测试,分析膜层的表面形貌和成分.采用动电位极化曲线测试研究不同条件下复合膜的电化学性能.研究结果表明:SiO2溶胶凝胶膜的最佳沉积条件为浸涂次数3次,浸泡时间1 min,干燥温度80～100℃,干燥时间8h,固化温度170℃,固化时间1h.溶胶凝胶膜能够有效地封闭镁合金表面微弧氧化膜的微孔,形成均匀且较为致密的复合膜层.动电位极化曲线结果表明:复合膜比微弧氧化膜和镁合金基体具有更正的腐蚀电位(Ecorr)、更低的腐蚀电流密度(icorr)和更大的线性极化电阻(Rp),说明微弧氧化镁合金沉积溶胶凝胶膜后耐腐蚀性能有显著地提高,复合膜对AZ91D镁合金具有良好的防腐蚀作用.     

镁及镁合金植入性医疗器械的应用研究进展

镁及镁合金作为生物医用材料具有优异的力学性能和生物相容性,可自主完全降解,而且资源丰富、易于加工成型。本文综述了镁及镁合金植入性医疗器械在骨科和心血管领域的应用现状和最新研究进展,认为目前在临床存在的主要问题是体内耐腐蚀性较差和降解速度未得到有效的控制,未来应向提高耐腐蚀性、控制降解速度等方面发展,有望在临床上得到更广泛的应用。     

复合添加Nd与B对AZ91镁合金组织和力学性能的影响

研究了复合添加Nd和B对AZ91镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,复合添加B和Nd明显细化了α-Mg和β-Mg₁₇Al₁₂相。晶粒细化主要源自于AlB₂相作为α-Mg的异质形核衬底,添加的Nd细化了β-Mg₁₇Al₁₂相。扫描电镜分析表明,Al₂Nd和Mg₁₂Nd主要分布在晶界上,并且对合金力学性能起到了重要的促进作用。由于晶粒细化及热稳定相Al₂Nd和Mg₁₂Nd的存在,AZ91镁合金的常温力学性能得到大大改善。     

AZ91D镁合金表面双层硅烷膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）和双-1,2-[γ-三乙氧基硅丙基]-四硫化物（BTESPT）两种硅烷在AZ91D镁合金表面制备双层硅烷膜,通过正交试验选出了最佳制备工艺,即在KH-550硅烷中浸泡90 s,在BTESPT硅烷中浸泡5 min,再于80℃下固化90 min,得到550+BTESPT双层硅烷膜试样。通过接触角测试仪和动电位极化技术对试样进行润湿性和耐蚀性测试,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析仪（EDS）对硅烷膜进行微观形貌和成分表征,通过X射线光电子能谱（XPS）对膜层元素的存在形式进行分析,结果表明：550+BTESPT双层硅烷膜表面接触角107.3°,表现为疏水性;在3.5%的NaCl溶液中,腐蚀电流密度为0.169 μA/cm²;硅烷膜表面形貌致密,主要有Mg、O、Si、S 4种元素组成;膜层中元素主要以Si-O-Si,Si-O-Mg,Si-O-X 3种形式存在。     

冷却速率对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响

：研究了不同冷却速率(金属型、湿砂型和干砂型)对AZ91D镁合金半固态组织制备的影响．结果表明：增加冷却速率有利于初始凝固组织中存在的非平衡组织的分散细化．原始组织中的非平衡共晶组织在加热过程中大部分扩散溶解而溶入基体中,剩余部分在加热过程中首先熔化．冷却速率越大的试样在熔化过程中更容易发生二次枝晶臂之间的合并．提出了半固态熔化过程可分为成分均匀化、共晶熔化和部分初生相的熔化和球化三个阶段,不同熔化阶段时,控制性因素不同．熔化后的半固态组织中固态颗粒的尺寸和形貌主要与初始组织的形貌、加热过程中非平衡组织的溶解速度及加热速度有关。     

B和Gd复合微合金化对AZ91镁合金微观组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射分析对添加微量B和稀土元素Gd的AZ91镁合金的显微组织及相组成进行了研究,并对其室温力学性能进行了测试。结果表明,AZ91镁合金中添加Gd后,Gd与Al形成杆状或块状的Al_2Gd化合物相。含Gd的质量分数为1.0%时,铸态合金的拉伸强度为207.8 MPa,相对未加Gd时提升了27.9%。AZ91镁合金复合添加B和Gd后,合金组织发生明显的变化,在减少Gd含量的基础上添加B,可达到用微量B代替部分Gd对AZ91的强化效果。对比单一添加Gd的铸态AZ91镁合金,在达到相同力学性能的情况下,(B+Gd)复合微合金化的AZ91镁合金的Gd添加量质量分数降低了19%,从而降低了成本。     

Effect of rare earth elements on the microstructure and property for magnesium alloy AM60B

The effects of rare earth elements on the microstructure and properties of magnesium alloy AM60B alloy were studied. Different proportions of rare earth elements were added to AM60B and the tensile tests were carried out under different temperatures. The experimental results show that at room temperature the tensile strength of AM60B can be improved with the addition of rare earth elements. The ductility of which at room or elevated temperature (120℃) can also be improved, and the ductility is to some extent in proportion with the amount of rare earth elements. The ductility at 120℃ is better than that at room temperature. The microstructure graphs demonstrate that appropriate amount of rare earth elements (0.1%-0.2%, mass fraction) can fine AM60B's grain and improve its ductility.     

耐热镁合金的研究进展

镁合金材料在航空、航天、高端装备制造及汽车等领域得到了广泛的应用,但在其服役过程中存在着耐高温差的问题。本文综述了含铝元素与不含铝元素两大类耐热镁合金的研究进展。在含铝耐热镁合金中,混合稀土元素的添加可改善材料的综合力学性能;添加碱土元素可起到提高其阻燃及细化晶粒等作用;添加第Ⅳ/Ⅴ族元素能明显的改善镁合金的高温力学性能。在不含铝耐热镁合金中,添加稀土元素同样可得到综合性能优异的镁合金材料;Mg Th、Mg Ag系镁合金具有很好的抗高温蠕变性能。随着耐热镁合金合金化和微合金化的深入研究,将对该系列新型镁合金材料的新技术开发与应用提供重要的理论依据,同时也为镁合金提供更广阔的发展前景。     

In vitro degradation and biocompatibility of Mg-Nd-Zn-Zr alloy

In this study,in vitro degradation and biocompatibility of Mg-Nd-Zn-Zr(NZK) alloy were investigated to determine its suitability as a degradable medical biomaterial.Its corrosion properties were evaluated by static immersion test,electrochemical corrosion test,scanning electron microscopy(SEM),and energy dispersive spectroscopic(EDS) analysis,and in vitro biocompatibilities were assessed by hemolysis and cytotoxicity tests.Pure magnesium was used as control.The results of static immersion test and electrochemical corrosion test in simulated body fluid(SBF) demonstrated that the addition of alloying elements could improve the corrosion resistance.The hemolysis test found that the hemolysis rate of calcium phosphate coated NZK alloy was 4.8%,which was lower than the safe value of 5%.The cytotoxicity test indicated that NZK alloy extracts did not significantly reduce MC3T3-E1 cell viability.Hemolysis test and cytotoxicity test display excellent hemocompatibility and cytocompatibility of NZK alloy in vitro.Our data indicate that NZK alloy has excellent biocompatibility and thus can be considered as a potential degradable medical biomaterial for orthopedic applications.     

镁合金微弧氧化Y2O3-ZrO2-MgO膜制备及性能

在K2ZrF6-Y(NO3)3-NaAlO2电解液中采用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面制备了Y2O3-ZrO2-MgO复合膜层(Al-Zr-Y膜).运用电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学分析与高温氧化等方法研究了Al-Zr-Y膜的组成与结构、耐腐蚀性及热稳定性.结果表明:Al-Zr-Y膜主要由Y2O3,ZrO2,MgO和Al2O3等物相组成,与Na2SiO3-(NaPO3)6电解液中的膜层(Si-P膜)相比,Al-Zr-Y膜的厚度较小,但膜层的致密性较好、表面粗糙度小;腐蚀电流密度较小、开路电位较正、极化阻抗较高;在5%NaCl溶液中的腐蚀速率低于Si-P膜,约为AZ91D镁合金的1%.Al-Zr-Y膜层比普通Si-P膜层具有更好的抗高温氧化性能和耐热冲击性能.     

镁合金的FZ-TIG焊接方法

针对镁合金材料,提出一种新型活性焊接方法FZ-TIG焊接方法.焊接前在待焊焊道表面中心区域涂敷低熔点、低沸点、低电阻率的活性剂,在2侧区域涂敷高电阻率的活性剂,然后进行正常TIG焊接,这样可以保证焊接熔深显著增加和焊接表面成形良好.结果表明,在相同参数下,与传统TIG焊相比,FZ-TIG焊接焊缝熔深达到常规TIG焊熔深的2.5倍.通过改变弧长分析活性剂对电弧极性区电压降和弧柱区电位梯度的影响,与TIG焊相比,FZ-TIG焊使得极性区电压降升高,而弧柱区电位梯度降低.     

镁合金表面的锌系磷化及阴极电泳

采用在磷化液中添加Ce（NO3）3及腐蚀抑制剂的方法,在镁合金表面制备了均匀致密的锌系磷化膜,在磷化膜上进行阴极电泳处理制备的涂层具有良好的附着力和耐蚀性．在磷化液中加入稀土添加剂可使锌系磷化膜致密无裂纹,磷化膜在阴极电泳和烘烤固化过程中的失重率较低．当磷化液中Ce（NO3）3的质量浓度为1．5g／L时,磷化膜的组织最致密,电泳漆膜的附着力和耐蚀性也最好．在镁合金的锌系磷化膜上沉积20μm阴极电泳涂层,耐盐雾腐蚀时间可达720h以上,沉积35μm阴极电泳涂层时,耐盐雾腐蚀时间可达1000h以上．试验结果表明,“稀土锌系磷化＋低温阴极电泳”工艺适合于镁舍金的表面防腐处理。     

高挤压比下挤压工艺对AZ31B镁合金组织与力学性能的影响

研究了高挤压比条件下挤压温度、速度对AZ31B镁合金微观组织、力学性能的影响。采用光学显微镜观察了显微组织,拉伸试验测试了力学性能,并配合扫描电镜观察了拉伸试样的断口形貌。结果表明,高挤压比条件下,动态再结晶较为充分,少量晶粒长大,混晶组织消失。低温、高速挤压有助于晶粒细化,并使晶粒尺寸分布均匀,因而可获得高的抗拉强度、屈服强度以及良好的塑性。350 ℃,2 m/min条件下挤压,试样抗拉强度与延伸率最高,为336.5 MPa与 23%。低温、高速下的挤压试样的拉伸断口韧窝较深且细密,呈现明显的韧性断裂特征,而高温、低速的断口为混合断裂。     

AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为

采用Tafel极化曲线、电化学阻抗谱方法研究了AZ40镁合金在模拟海水介质中的腐蚀行为,采用光学显微镜、扫描电子显微镜对腐蚀形貌进行了观察,结合介质pH值测量,讨论了腐蚀机理。结果表明,AZ40镁合金在模拟海水介质中的耐蚀性能较差;腐蚀自发发生,初期以点蚀为主要特征;由于Mg(OH)2等腐蚀产物存在较多缺陷,且分布不均匀,不能有效阻止腐蚀的发展,致使腐蚀扩展迅速,合金表面在短时间内就被严重破坏。