钕对AZ91镁合金组织及机械性能的影响

采用微观分析、机械性能测试及断口分析等方法研究了钕对AZ91-Nd镁合金(w(Nd)=0,0.1%,0.3%,0.5%,1.0%,1.5%)的微观组织和机械性能的影响。结果表明:Nd以固溶和金属间化合物(A l11Nd3)的形式存在时具有细化晶粒、抑制二次β相析出、使不完全离异共晶转化为离异共晶的作用;Nd通过固溶强化、析出强化和细晶强化增加了合金强度和硬度,并改善了塑性;加入Nd后合金的断裂机制从脆性解理断裂转变为准解理断裂。

铈对AZ91压铸镁合金组织及电偶腐蚀性能的影响

采用微观分析、电偶腐蚀试验、极化曲线分析等方法对AZ91-xCe压铸镁合金(x=0,0.85,1.7%)的微观组织及电偶腐蚀行为进行了研究。结果表明:稀土Ce细化了-αMg、-βMg17Al12相,在合金中形成针状和块状金属间化合物Al11Ce3,通过优化合金微观结构,减少合金腐蚀表面的活性点,生成含有稀土氧化物的腐蚀产物膜,提高了AZ91镁合金的抗电偶腐蚀性能。

镁合金微弧氧化电解液体系及其添加剂的研究现状与展望

介绍了镁合金微弧氧化技术在磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐以及复合电解液等电解液研发领域的现状和进展,详述了磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐以及复合电解液体系的优点和不足。分析了电解液中各种添加剂的作用特点及研究现状,提出采用环保复合电解液以及合理加入添加剂是镁合金微弧氧化电解液重要的研发方向。

压铸镁合金腐蚀行为研究进展

讨论了压铸镁合金的腐蚀类型,介质环境对腐蚀行为的影响和各种合金元素在镁合金腐蚀过程中起到的作用。认为对镁合金腐蚀行为和机理的认识仍不完全清楚,对接触腐蚀和应力腐蚀等多种腐蚀形式协同作用下腐蚀研究不够全面,这些领域是当前镁合金腐蚀研究亟待解决的问题。提出采用向合金中加入稀土等微量元素的方法,降低有害杂质的含量,改善合金的微观结构,开发新型抗腐蚀镁合金,是镁合金腐蚀防护研究的重要发展方向。

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.

Ho对AZ91镁合金腐蚀行为的影响

采用重力铸造方法制备了3种Ho改性AZ91镁合金。通过腐蚀实验对改性合金的自腐蚀和电偶腐蚀行为进行了研究。结果表明,随着Ho含量的增加,改性合金的自腐蚀性能和电偶腐蚀性能逐步提高,当Ho的质量分数为1.10%和2.16%时,合金的耐蚀性能较佳。此外,阴极的特性对改性合金的腐蚀性能有明显影响,4种材料的阴极作用由弱到强依次为:铝硅合金,纯铝,45#钢和球墨铸铁。Ho通过抑制β相的阴极作用,增加自腐蚀电位,提高了合金的腐蚀性能。

钛合金表面羟基磷灰石膜及组织相容性

在乙酸钙、磷酸二氢钙为主成分的弱酸性电解液中,以乙二胺四乙酸(EDTA)和柠檬酸作为络合剂,采用微弧氧化的方法,在钛合金表面成功地直接制备出含有羟基磷灰石(HA)的陶瓷层.随着电解液Ca/P的增加,膜层中HA含量升高,膜层表面孔洞分布更均匀,表面变粗糙.动物种植试验表明,陶瓷层覆盖植入体产生的炎症反应较弱,新的肌肉组织能够在膜层表面生长.

挤压镁合金腐蚀与防护研究进展

随着挤压镁合金的广泛应用,如何改善其较差的耐蚀性自然成为无可回避的重要研究课题。通过综合分析国内外挤压镁合金腐蚀研究领域的相关研究成果,从腐蚀行为与防护技术两个方面进行了讨论。挤压镁合金易于受到多种腐蚀形式的破坏,其腐蚀行为、性能和机理受到材料特性和腐蚀环境等多种因素的影响,表现出多样性和复杂性,特别是应力和腐蚀协同所用下的挤压镁合金失效行为,尚需开展深入研究。通过优化制备工艺参数、合金化和热处理等技术进行组织和成分优化,基于应力条件、不同的腐蚀环境,开发新型耐腐蚀挤压镁合金,对于提高挤压镁合金抗腐蚀性能,扩大其应用领域具有实用价值。电化学镀、化学转化膜、自修复涂层等涂层技术在合金表面形成钝化膜、陶瓷膜以及释放缓蚀剂,对挤压镁合金提供了有效防护。其中,自修复涂层能够有效解决涂层破损产生的局部腐蚀问题,极大地改善了膜层的防护性能,拥有良好的应用前景,是涂层研发的新方向。

镁合金的应力腐蚀开裂:机理、影响因素、防护技术

随着节能、环保要求的日益提高,环境友好型结构材料的开发及应用受到越来越高的关注。镁合金由于对环境污染小、可回收利用率高等优点而极受世人青睐,成为21世纪最具发展前景的商用轻质材料,被广泛应用于航空航天、计算机、通讯等工业领域。然而,镁合金在应用过程中暴露出许多问题。由于镁活泼的化学性质导致镁合金在服役环境下极易受到腐蚀,例如在潮湿大气、海洋、含硫气氛中都能使镁合金发生点蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀等,使得镁合金结构件的整体或局部受到破坏。特别是在腐蚀和外力的双重作用下,镁合金将发生应力腐蚀开裂,导致结构件发生脆断。近年来,由于镁合金应力腐蚀开裂引起的结构失效案例逐年上升,造成了巨大的经济损失。目前,关于镁合金应力腐蚀开裂的研究主要集中于机理、影响因素和防护措施等方面。国内外学者相关研究表明,镁合金应力腐蚀开裂的机理总体上主要分为阳极溶解和氢脆两种理论,其中滑移溶解和氢局部增塑分别为两种理论的主流观点。但由于镁合金材料、服役环境的多样性以及力学、电化学腐蚀行为的复杂性,现有理论机理缺乏普遍适用性,且部分缺少直接实验验证,急需进一步系统研究。镁合金抗应力腐蚀性能受到镁合金服役环境、镁合金本身的加工工艺以及镁合金中的合金元素等诸多因素的影响。因此,依据应力腐蚀机理,结合影响因素,通过合理添加合金元素开发出新的镁合金,镁合金表面激光冲击改性或表面涂层,镁合金热处理、变质处理等方法都能够很好地降低镁合金应力腐蚀开裂的敏感性。特别是添加稀土元素,例如铒、铈等,能够使得镁合金组织优化,且能形成新的稀土相,对降低其应力腐蚀开裂敏感性的效果显著。本文系统归纳了镁合金应力腐蚀开裂的研究进展,分别对镁合金应力腐蚀开裂机理、影响因素以及其防护措施进行了论述,着重介绍了近十年来国内外的相关研究成果,并提出了镁合金应力腐蚀开裂领域未来的研究方向以及亟待解决的问题。

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.

焊接电流对Cr12MoV冷作模具钢焊缝组织性能的影响

采用两种不同电流对Cr12MoV冷作模具钢进行表面堆焊修复,研究了两种焊缝的微观组织特点和干摩擦条件下的耐磨性能。金相组织观察结果表明:焊缝为马氏体、碳化物和残余奥氏体组织。磨损试验揭示:在多种载荷和低摩擦速度的条件下,两种焊缝表现出相似的耐磨性;但在高摩擦速度条件下,大电流焊缝具有更好的耐磨性。

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.

回火温度对Cr5Mo1V模具钢组织和耐磨性的影响

采用不同的回火温度对Cr5Mo1V模具钢进行热处理,研究了回火温度对Cr5Mo1V材料的微观组织和耐磨性能的影响规律。结果表明:随着回火温度的提高,Cr5Mo1V组织由回火马氏体向回火托氏体转变,材料硬度逐步降低;中温回火Cr5Mo1V模具钢具有较好的耐磨性,低温回火虽然使材料具有较高的硬度,但并没有带来耐磨性的相应改善;Cr5Mo1V模具钢的磨损失效机制为磨粒磨损和粘着磨损的综合作用。

SRB对AZ91镁合金在含氯离子溶液中腐蚀的影响

通过引入硫酸盐还原菌(SRB)来改善AZ91镁合金在含氯离子溶液中的腐蚀情况.发现:镁合金在无菌和含菌介质中的腐蚀均为点蚀;当Cl-含量低于1.5 g/L时,含菌和无菌试样表面仅出现微小的点蚀坑,两种试样的腐蚀速度相差不大,说明在低Cl-含量的溶液中,SRB对镁合金腐蚀的影响作用不大;当Cl-含量高于1.5g/L时,两种试样表面的点蚀坑扩展,腐蚀速度随着Cl-浓度的增加而增大,且含菌试样的腐蚀速度要明显低于无菌试样,腐蚀电流密度和腐蚀电位随着Cl-浓度的增加而分别增大和降低,说明在高Cl-含量的溶液中,SRB生物膜的存在显著地降低了镁合金对Cl-的腐蚀敏感性.

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。

新型铸态高强度珠光体球墨铸铁的研究

采用Cu、Sb合金化元素和余温正火工艺获得铸态高强度和具有良好韧性的珠光体球墨铸铁。该铸铁的珠光体含量≥94％，渗碳体≤6％，抗拉强度可达800MPa，硬度为280-350HBW，伸长率为3％～5％。利用扫描电镜及透射电镜对珠光体组织形态进行分析，结果表明，铸态珠光体中渗碳体的层片间距大小、宽窄、厚薄有很大的差别。当加入0．5％Cu、0．02％Sb时，由于合金元素在相界面上富集，阻止了牛眼状铁素体的出现。

基于BP神经网络的球墨铸铁组织和力学性能预测

以合金化元素与组织和性能关系为研究对象,从42组实验数据中,选取33个作为训练样本,9个作为验证样本,采用BP神经元网络原理,以珠光体球墨铸铁组织和力学性能的主要影响元素作为输入量,模型由3层神经元组成,分别为输入层、隐含层和输出层,建立了合金成分对珠光体含量的影响规律的神经网络模型,珠光体含量、铁素体含量及球化率和硬度及强度关系的神经元网络模型.用建立的网络模型预测结果表明,该方法对球墨铸铁的珠光体含量和力学性能预测具有很好的准确性,有效地解决了球墨铸铁化学成分、显微组织与力学性能之间的关系难于描述的问题.

Cu、Mn元素对发动机球铁曲轴组织和性能的影响

研究了不同含量的Cu、Mn对球铁曲轴组织和性能的影响规律,同时对比分析了普通砂型和壳型填铁丸两种工艺条件下球铁曲轴的组织和性能。结果表明,当0.6wt%Cu与0.4wt%Mn配合时,可以获得抗拉强度较高的珠光体球铁,其强度与伸长率均满足QT600-3的要求。与普通砂型相比,壳型填铁丸工艺条件有利于球铁中总石墨球增多、圆整度提高及珠光体含量的提高,使性能得到改善。

球墨铸铁模具的消失模制造技术及发展动态

介绍了球墨铸铁在模具生产中的应用情况,以及球墨铸铁模具的铸造工艺现状,结合我国消失摸工艺铸造现状,分析了小型模具的失效机理和中大型模具采用球墨铸铁的可行性,指出随着球铁性能不断提高,为节约成本,减少加工余量,缩短加工周期,采用消失模法生产球铁模具取代合金钢模具是中大型模具制造的发展趋势。

铜-锑合金化对球墨铸铁组织和性能的影响

研究了Cu、Sb对球墨铸铁微观组织和力学性能的影响,结果表明:Cu、Sb通过提高球化率抑制铁素体的形成,提高了材料的抗拉强度、伸长率和硬度,其抗拉强度σb可达700～800 MPa,伸长率为3.0%～5.0%,硬度可达280 HB.