ZM5镁合金合金化阻燃的研究

研究合金元素Ca、富Ce混合稀土的加入对ZM5及ZM5-Li镁合金阻燃性能的影响.燃点测试结果表明,Ca和混合稀土的加入都能明显提高ZM5镁合金的燃点温度.当复合加入1.0%RE和0.8?后,镁合金表面形成致密氧化膜,舍金的起燃温度达到785℃,提高了240℃左右,可以实现无保护条件下的熔炼.然而添加微量Li的ZM5镁合金要达到同样的阻燃效果.添加的Ca量须大于1.5%.     

镁合金AM60的钨极氩弧焊

探讨了钨极氩弧焊焊接工艺对镁合金AM60接头性能的影响,分析讨论焊缝成形特点、接头组织特征及力学性能.X射线无损探伤分析表明,AM60镁合金TIG焊的焊缝在焊接电流为130A～160A时成形良好,无焊接缺陷;光学金相、SEN分析表明,AM60镁合金TIG焊接头各区域组织都由白色α-Mg相、黑色β相(Mg17 Al12)和灰色(α+Mg17Al12)共晶体组成,AM60断口形貌有明显的韧窝,属于韧断;AM60镁合金TIG焊接头力学性能在150A～160A时综合性能最好,采用不同材料作为填充金属时,与母材成分接近的接头力学性能较好.     

ZM6镁合金化学镀镍预处理工艺及镀层耐蚀性

采用浸锌预处理工艺,研究在碱式碳酸镍体系中ZM6镁合金表面化学镀镍层性能.用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X线衍射仪(XRD)研究浸锌层和镀镍层的形貌、成分及镀层结构,采用极化曲线测试镀层的耐蚀性.研究结果表明,浸锌溶液中加入Sn2+可在ZM6镁合金表面获得均匀致密的浸锌层,后续在碳酸镍体系中施镀1 h后所得非晶态Ni-P镀层均匀致密,无明显缺陷,厚度为8.74 μm,磷质量分数达9.29%;在3.5%NaCl溶液中,镀层的自腐蚀电位为-0.609 V,腐蚀电流密度约为基体的1/10,耐腐蚀性能良好.     

西沙严酷海洋大气环境下AZ31镁合金的长周期腐蚀行为

通过现场暴露实验,研究了AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下暴露4 a的长周期腐蚀行为.利用扫描电镜观察表面、截面的腐蚀产物以及去除腐蚀产物后的腐蚀形貌,并用能谱分析及X射线衍射仪对腐蚀产物的元素含量及相组成进行分析.研究结果表明,AZ31镁合金在西沙海洋大气环境下发生了较为严重的腐蚀,4 a内的平均腐蚀速度为11.95μm·a-1.Cl-和CO2在镁合金的腐蚀过程中起着至关重要的作用.吸附液膜中的Cl-主要破坏镁合金的保护膜,使镁合金发生阳极溶解;而CO2则会中和阴极反应产生的碱性离子并与Mg(OH)2发生反应生成含不同结晶水的Mg5(CO3)4(OH)2·xH2O表层腐蚀产物.由于表层腐蚀产物阻挡了CO2和Cl-向镁合金表面的传输,靠近基体处的腐蚀产物主要为Mg(OH)2.     

镁基氯化物熔盐对奥氏体不锈钢的腐蚀性分析

为了解镁基三元氯化物熔盐Na Cl-Ca Cl2-Mg Cl2在储热过程中对奥氏体不锈钢的腐蚀性,采用质量损失法研究了5种不锈钢(201、304、310S、316L和321型)在该熔盐中的短期腐蚀行为.对抗腐蚀性较好的316L不锈钢进行了长期腐蚀性研究,采用XRD和SEM分析了腐蚀层的物相和形貌随腐蚀时间的变化.结果表明:金属在无盖坩埚中比在加盖坩埚中的浸没腐蚀质量损失更大;其中含Mo的316L不锈钢在加盖坩埚中于500、600和700℃对熔盐均表现出了较好的耐腐蚀性,316L不锈钢在600℃下的腐蚀速率为0.347 mm/y;腐蚀5 d后316L不锈钢表面仍呈现金属基底的衍射峰,但10 d后表面出现Mg O的衍射峰;腐蚀5 d后316L不锈钢表面呈多孔状态,10 d后前期腐蚀形成的孔洞逐渐被Mg Cl2高温水解生成的Mg O填充.     

Mg-Al和Mg-Li镁合金板在NaCl水溶液中的腐蚀行为

采用电化学方法分别研究了AZ31镁合金轧制板、AZ80镁合金轧制板、ZE42镁合金热挤压板、LZ91镁合金轧制板和LA101镁合金热挤压棒等5种不同的镁合金在质量浓度为5.0%氯化钠水溶液中的腐蚀行为。采用失重法测量每一种合金的腐蚀速率,并且采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物的形貌,利用X射线衍射仪(XRD)分析了每种镁合金的相组成。结果表明:电势分布较为均匀的镁合金可减小镁合金的微电偶腐蚀趋势,5种镁合金板(棒)材在NaCl水溶液中的腐蚀速率由低到高的顺序是:AZ80AZ31LA101LZ91ZE42。经36 h浸泡腐蚀后,在NaCl水溶液中镁合金表面主要被腐蚀产物Mg(OH)_2所覆盖,且随着浸泡时间延长,所有镁合金均呈现出明显的点蚀特征,阳极溶解和局部腐蚀程度加重,发生析氢反应,最后变为均匀腐蚀。     

挤压及T5处理对Mg-Zn-Zr-Cu-Ca镁合金组织性能的影响

对新型Mg-6Zn-0.6Zr-0.5Cu-0.5Ca铸造镁合金进行挤压形变,研究了挤压及T5时效处理对合金组织性能的影响.采用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、电化学工作站表征分析了合金的组织形貌、物相组成、显微硬度及腐蚀速率.结果表明:热挤压使铸态镁合金发生了动态再结晶,晶粒破碎,析出相明显细化并呈弥散分布,主要物相为α-Mg、Mg Zn2、Mg Zn Cu、以及Mg2Ca相.T5时效处理使挤压态镁合金发生静态再结晶,随着时效时间的延长,析出相先细化后长大,当时效时间为12 h时组织最为致密均匀.铸态和原始挤压态试样的显微硬度值分别为72.94 HV0.1和76.4 HV0.1,随着T5时效处理的进行,合金显微硬度值呈先增后减的趋势,当时效时间为12 h时达到峰值(80.53 HV0.1).电化学测试结果表明,T5时效处理可有效降低镁合金的腐蚀速率,从而提高其耐蚀性.     

两种圆柏属植物叶片元素季节性变化的比较

运用能量色散谱(EDS)分析技术对同属常绿乔木抗旱抗寒性不同的祁连圆柏和圆柏在不同月份叶片元素质量分数进行分析,研究了两种圆柏属植物叶片元素的季节变化和抗旱抗寒性的关系.结果表明:祁连圆柏元素质量分数高低的顺序为Ca＞K＞Cl＞Si＞S＞Mg＞P＞Na,而圆柏的为Ca＞K＞Cl＞Si＞S＞P＞Mg＞Na.常温生长和低温休眠阶段Ca,Cl,Mg和Na在祁连圆柏和圆柏中的相对高低发生变化.在冬季,圆柏P和S积累较多,祁连圆柏Na,Mg,Si积累较多.圆柏属植物叶片元素季节的规律性变化是对环境的适应性反应.     

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.     

添加K2ZrF6对钛合金微弧氧化膜层组织结构的影响

采用交流电源对TA15合金进行微弧氧化处理,研究了在NaAlO2-Na3PO4溶液体系中添加K2ZrF6对膜层组织结构的影响.利用XRD、SEM和EDS等手段分析了膜层的相组成及表面形貌,探讨了添加剂K2ZrF6对成膜速率、膜层结构的影响,借助热震实验研究了陶瓷膜与基体的结合力,并利用热阻隔性能测试评价了不同溶液中所形成膜层的热阻隔效果.加入K2ZrF6后,微弧氧化的成膜速率增加.SEM结果表明:K2ZrF6使膜层表面粗糙度降低,膜层内部缺陷减少.EDS线扫描分析表明:添加K2ZrF6后氧化膜层中出现大量锆元素,且其含量随距膜/基界面距离的增加而增加.XRD结果显示,未添加K2ZrF6溶液制得的膜层主要由Al2TiO5和Rutile-TiO2相组成;而添加K2ZrF6后,膜层中生成了隔热性良好的ZrO2相.热物性相关测试显示:经K2ZrF6调制后的膜层抗热震性能降低,但具有更加优良的热阻隔性能.     

Synergistic effect of Al and Gd on enhancement of mechanical properties of magnesium alloys

The effect of Gd/Al ratio on the properties of as-cast Mg-Gd-Al-Zn alloys was investigated by changing the chemical composition from that of AZ61 to GZ61. At the ratio of 1, the Al2Gd phase becomes predominant and Mg17Al12 is hardly seen in the microstructure. As a potent inoculant, the Al2Gd phase resulted in intense grain refinement and enhancement of strength, ductility and toughness. For instance, the tensile strength and elongation to failure of Mg-3Gd-3Al-1Zn alloy were enhanced by ~4% and 180% compared with those of AZ61 alloy, respectively. However, at high Gd/Al ratios, the Al2Gd phase was replaced by (Mg,Al)3Gd and Mg5Gd phases and very large grain sizes were achieved, which led to poor tensile properties and the appearance of cleavage facets on the fracture surfaces. Therefore, it can be deduced that the presence of Gd and Al, in appropriate amounts to reach Gd/Al ratio of ~ 1, is required for the achievement of grain refinement, good ductility, high strength, and the appearance of ductile fracture surfaces in the Mg-Gd-Al-Zn system. Conclusively, the Mg-Gd-Al-Zn alloys can be considered as a new class of structural magnesium alloy and it is superior to both AZ (Mg-Al-Zn) and GZ (Mg-Gd-Zn) series of alloys.     

Corrosion mechanism of micro-arc oxidation treated biocompatible AZ31 magnesium alloy in simulated body fluid

The rapid degradation of magnesium(Mg) based alloys has prevented their further use in orthopedic trauma fixation and vascular intervention,and therefore it is essential to investigate the corrosion mechanism for improving the corrosion resistance of these alloys. In this work, the effect of applied voltage on the surface morphology and the corrosion behavior of micro-arc oxidation(MAO) with different voltages were carried out to obtain biocompatible ceramic coatings on AZ31 Mg alloy. The effects of applied voltage on the surface morphology and the corrosion behavior of MAO samples in the simulated body fluid(SBF) were studied systematically. Scanning electron microscope(SEM) and X-ray diffractometer(XRD)were employed to characterize the morphologies and phase compositions of coating before and after corrosion. The results showed that corrosion resistance of the MAO coating obtained at 250 V was better than the others in SBF. The dense layer of MAO coating and the corrosion precipitation were the key factors for corrosion behavior. The corrosion of precipitation Mg(OH)2and the calcium phosphate(Ca–P) minerals on the surface of MAO coatings could enhance their corrosion resistance effectively. In addition, the mechanism of MAO coated Mg alloys was proposed.     

AZ91D镁合金在含植酸NaCl溶液中的腐蚀行为

植酸是从植物中提取的1种环保的化工原料,但其应用范围仍然有限．为探索植酸对镁合金在氯化钠溶液中腐蚀的作用及植酸对镁合金腐蚀的抑制作用,采用失重法及表面分析技术,研究了AZ91D压铸镁合金在不同pH值下1％植酸、0．5％NaCl溶液中的腐蚀行为．不论失重实验还是扫描电子显微镜观察及能谱分析结果都表明,植酸对AZ91D镁合金在NaCl溶液的腐蚀具有明显的抑制作用。这种抑制作用是植酸和镁合金表面形成了化学转化膜等方式抑制．这层膜有效地阻止了侵蚀性阴离子Cl对镁合金的腐蚀．     

植酸改性对AZ31镁合金表面细胞黏附性能的影响

用浸没法在AZ31镁合金表面制备植酸涂层,用携带能谱仪的扫描电子显微镜研究了表面涂层的化学组成和形貌,并用直接法和间接法分别在植酸改性前后的镁合金表面培养细胞,检测细胞存活率,考查人骨肉瘤细胞在植酸改性前后镁合金表面的黏附能力。结果表明：在镁合金表面形成均匀的植酸涂层,植酸改性前后镁合金对细胞存活率影响相近,但细胞在植酸改性前后镁合金表面的黏附能力存在显著差异,植酸改性可有效改善AZ31镁合金的细胞黏附性能。     

SO2/CO2气体对纯镁及AZ91D合金的保护行为

为探究气体保护纯镁及镁合金免于氧化及燃烧的机制,研究了体积分数为3%SO2和97%CO2混合气体在非封闭熔化炉中对熔融纯镁及AZ91D合金的保护行为。借助具有能谱测定(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分别分析了熔融纯镁及AZ91D合金表面膜的显微组织、化学成分及相组成。结果表明:在680℃AZ91D合金表面膜密集连续,其厚度约为2μm,而纯镁表面膜厚度约为1μm,混合气体对AZ91D合金的保护效果优于纯镁。两种熔体表面膜由MgO、MgS及少量单质C相组成。除AZ91D表面膜含有少量Al外,两种表面膜均含有S、C、O及Mg元素。     

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。     

硬脂酸改性处理TC4钛合金微弧氧化膜层耐蚀性的研究

在Ti₆Al₄V合金微弧氧化膜层上采用硬脂酸改性处理实现了陶瓷膜层的疏水化转变，显著提高了钛合金的耐蚀性能。利用接触角测试仪、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对膜层的润湿性、稳定性、微观结构和化学组成进行了分析，并通过动电位极化曲线和电化学阻抗分析了其腐蚀行为。结果表明，改性处理得到的疏水微弧氧化膜层试样能有效修复微弧氧化膜层缺陷，提高钛合金的耐蚀性能，说明硬脂酸改性处理与微弧氧化技术相结合有助于拓宽微弧氧化技术在钛合金上的应用。     

Forming of magnesium alloy microtubes in the fabrication of biodegradable stents

Magnesium alloys have, in recent years, been recognized as highly promising biodegradable materials, especially for vascular stent applications. Forming of magnesium alloys into high-precision thin-wall tubes has however presented a technological barrier in the fabrication of vascular stents, because of the poor workability of magnesium at room temperature. In the present study, the forming processes, i.e., hot indirect extrusion and multi-pass cold drawing were used to fabricate seamless microtubes of a magnesium alloy. The magnesium alloy ZM21 was selected as a representative biomaterial for biodegradable stent applications. Microtubes with an outside diameter of 2.9 mm and a wall thickness of 0.2 mm were successfully produced at the fourth pass of cold drawing without inter-pass annealing. Dimensional evaluation showed that multipass cold drawing was effective in correcting dimensional non-uniformity arising from hot indirect extrusion. Examinations of the microstructures of microtubes revealed the generation of a large number of twins as a result of accumulated work hardening at the third and fourth passes of cold drawing, corresponding to the significantly raised forming forces. The work demonstrated the viability of the forming process route selected for the fabrication of biodegradable magnesium alloy microtubes.     

镁合金在大气中的腐蚀行为及其表面防护技术

镁合金由于密度小,比强度高,作为结构材料在汽车工业和电子产品领域受到广泛关注。限制镁合金进一步扩大应用的主要障碍是其差的耐腐蚀性能。镁合金主要的服役环境是在大气条件下,大气湿度、腐蚀性污染物是影响镁合金腐蚀的主要因素。在含有氯化物的环境中,镁合金呈现强的腐蚀敏感性。对于镁合金在大气环境下的腐蚀行为及其研究进展进行了综述。为了提高镁合金的耐腐蚀性能,在镁合金表面覆盖防护性膜层是有效方法。介绍了化学转化膜、阳极氧化膜、金属镀层等几种典型的镁合金表面防腐蚀处理方法。由于六价铬致癌,传统的铬酸盐表面处理工艺逐渐被限制和取缔。开发环境友好型的镁合金表面腐蚀防护技术并在工程上应用是发展趋势。     

生物医用ZTM630镁合金微弧氧化表面改性研究

为了进一步优化生物医用镁合金的耐蚀性能，满足临床使用要求，对新型生物医用高强韧ZTM630镁合金进行了微弧氧化表面改性处理。分别制备了氧化时间为2、5、8和15 min的微弧氧化试样，并对其组织结构和耐腐蚀性能进行了表征和分析。结果发现：随着氧化时间的延长，涂层厚度与表面粗糙度均呈现增高的趋势；当氧化时间为5 min时，试样表现出最强的耐蚀性。研究表明，微弧氧化时间的合理调控对于生物医用镁合金耐蚀性的提高具有重要的意义。