脉冲磁场对Mg-4Y-2.5Nd-0.5Gd-0.5Zr合金凝固组织和力学性能的影响

以Mg-4Y-2.5Nd-0.5Gd-0.5Zr镁合金为对象,采用OM、SEM、XRD、EDS及万能拉伸试验机等手段,研究了不同脉冲磁场工艺参数对该合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,脉冲磁场能有效改善Mg-4Y-2.5Nd-0.5Gd-0.5Zr合金的凝固组织并提高其力学性能。在0~300 V、0~10 Hz、200~600℃内,Mg-4Y-2.5Nd-0.5Gd-0.5Zr合金的晶粒尺寸随着脉冲电压的增大逐渐减小,随着脉冲频率和模具温度的增加先减小后增大,而合金的抗拉强度和伸长率随着脉冲电压的增加逐渐提高,随着脉冲频率和模具温度的增加先提高后降低。在脉冲电压为300 V、脉冲频率为5 Hz、模具温度为400℃时,合金的晶粒尺寸达到最小值,为41.66μm,相比未处理的合金细化了18.82%。同时,合金的抗拉强度和伸长率都达到最大值,分别为184.88 MPa和4.67%,相比未处理的合金分别提高了10.2%和45.94%。Mg-4Y-2.5Nd-0.5Gd-0.5Zr合金的最佳脉冲磁场处理工艺:脉冲电压为300 V、脉冲频率为5 Hz、模具温度为400℃。

冷喷涂及阳极氧化复合处理对WE43镁合金耐蚀性能的影响

通过冷喷涂、冷喷涂-阳极氧化对WE43镁合金进行复合表面处理,采用高锰酸钾点滴试验,动电位极化曲线,扫描电镜(SEM/EDS),X射线衍射(XRD)等测试手段,研究了涂层的腐蚀行为。结果表明,经冷喷涂处理制备的涂层表面致密,相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了0.864 V,自腐蚀电流密度降低至2.1×10^(-5)A/cm^(2),点滴试验时间由5 s增加至59 s;冷喷涂-阳极氧化复合涂层相较于镁合金基体自腐蚀电位提高了1.097 V,自腐蚀电流密度降低至3.16×10^(-7)A/cm^(2),自腐蚀电流密度相较于单一冷喷涂处理下降了两个数量级,点滴试验时间由5 s增加至478 s;采用冷喷涂处理和冷喷涂-阳极氧化复合处理均能提高WE43镁合金的耐蚀性能。

基于正交试验的WE43镁合金化学膜转化法工艺优化

采用高锰酸钾点滴试验、动电位极化曲线、扫描电镜(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)等测试方法,通过调整磷化液成分、温度、磷化时间及pH值参数,开展4因素3水平正交试验以优化磷化工艺参数,研究了磷化膜的腐蚀行为,同时探讨了成膜机理。结果表明,当氟化钠浓度为2.38×10^(-2)mol/L,磷化时间为30 min、温度为65℃、pH值为3.2时,制备的磷化膜表面均匀致密,厚度约为12.63μm,其主要成分为Zn_(3)(PO_(4))_(2)和Zn_(2)Mg(PO_(4))_(2)。磷化膜的形成可以有效降低WE43镁合金的腐蚀倾向,腐蚀电流密度由未处理的4.611×10^(-5)A/cm^(2)下降至2.859×10^(-5)A/cm^(2),降低了38%;腐蚀速率由未处理的1.01 mm/a下降至0.62 mm/a,降低了38.61%,故磷化处理可以提高WE43镁合金的耐蚀性。

Zn对WE43镁合金凝固组织和力学性能的影响

以WE43镁合金为研究对象,采用SEM、XRD、EDS及拉伸试验等手段,研究了0~1.6%(质量分数,下同)的Zn含量对合金凝固组织和力学性能的影响。结果表明,随着Zn含量增加,合金的晶粒尺寸先减小后增大,在Zn含量为1.2%时达到最小值,为52.8μm,相比未添加Zn时的64.3μm减小了17.8%。Zn的加入使得合金中产生了Mg_(12)YZn(LPSO)相,且随着Zn含量增加,LPSO相的数量不断增加。合金的抗拉强度、显微硬度(HV)和伸长率均随着Zn含量的增加先提高后降低,在Zn含量为1.2%时,分别为191.67 MPa、92.53和7.7%,对比未添加Zn时,分别提高了20.6%、14.2%和102.6%。

Zn和Sr复合处理对WE43镁合金组织及性能影响

以WE43镁合金为对象,采用OM、SEM、XRD、EDS及万能拉伸试验机等手段,研究了Zn添加量为1.2%时和在此基础上添加0~0.25%的Sr对合金的凝固组织及力学性能的影响。结果表明,经加入Zn、Sr处理后,WE43镁合金的初生相形貌无明显变化,仍为等轴晶。单一添加1.2%的Zn和Zn、Sr复合处理均能明显地细化晶粒;当Zn含量为1.2%,在Sr添加量为0~0.25%范围内,随着Sr含量增加,合金的晶粒尺寸先减小后增大,在Sr含量为0.15%时最低,为37.3μm,相较于基体和单一添加1.2%的Zn时,分别细化了41.3%和29.4%。经单一添加Zn和Zn、Sr复合处理后,合金中会产生新相Mg_(12)YZn(LPSO)相,且Zn含量为1.2%,当Sr含量从0增加到0.15%时,合金中的衍射主峰强度逐渐增强。单一添加1.2%的Zn和Zn、Sr复合处理均能明显提高合金的强度;当Zn含量为1.2%时,在Sr添加量为0~0.25%范围内,随着Sr含量增加,合金的抗拉强度先增大后减小,在Sr含量为0.15%时,达到最高204.05 MPa,相较于基体和单一添加1.2%的Zn时,分别提高了26.8%和6.5%,但其伸长率有所降低。