镁合金化学镀镍

镁合金在工业中的应用越来越广泛，通过化学镀镍可以克服镁合金耐蚀性和耐磨性差的缺点。介绍了镁及镁合金化学镀镍的原理／工艺的发展过程及研究现状，在此基础上指出了目前存在的问题和将来的发展方向。

锡酸盐转化前处理对镁合金化学镀镍镀层的影响

目的利用锡酸盐转化膜中间层避免化学镀镍镀层与金属基体的直接接触,降低其产生原电池腐蚀的趋势,提高镁合金化学镀镍层的耐蚀性及稳定性。方法采用锡酸盐化学转化膜技术在AZ31镁合金表面制备锡酸盐转化膜层,然后通过直接化学镀镍技术在该膜层上沉积Ni-P镀层。利用SEM、EDS、浸泡析氢、电化学测试等手段,研究了复合镀层的显微结构、相组成、耐蚀性。结果锡酸盐转化膜由细小均匀的球形颗粒堆积而成,颗粒之间存在空隙,为直接化学镀镍时镍磷的初始沉积提供了可能。化学转化膜表面沉积的化学镀镍层均匀致密,形成典型的胞状结构。基体-化学转化膜-化学镀Ni-P合金层三者之间的结合良好,保证了复合镀层优良的耐蚀性能。结论化学镀Ni-P层能够在不经过钯活化处理的条件下直接在锡酸盐转化膜上沉积,锡酸盐转化膜中间层避免了Ni-P阴极性镀层与阳极性镁基体的直接接触,降低了Ni-P镀层局部缺陷对整体防护效果的影响,提高了镀层的耐蚀性及耐久性。

Sn对时效态ZM61镁合金高温力学性能的影响

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对时效态ZM61-xSn(x=0,6,8,10,质量分数/%,下同)合金的高温拉伸性能及断裂机制进行了研究。结果表明:ZM61-xSn(x=6,8,10)合金的物相由α-Mg,α-Mn,MgZn2,Mg2Sn相组成。添加Sn元素可有效细化ZM61合金组织,提高合金高温强度,但降低合金塑性。ZM61-xSn(x=6,8,10)合金在300℃下拉伸的抗拉强度分别为149,140,145MPa,较相同温度下拉伸的ZM61合金的抗拉强度分别提高了26%,17%,23%。ZM61-xSn(x=0,6,8,10)合金在300℃下拉伸的伸长率分别为39.95%,5.65%,7.01%和6.33%。拉伸温度对ZM61-xSn(x=6,8,10)合金的断裂机制产生显著影响。当拉伸温度低于220℃,合金为穿晶断裂;高于220℃时,合金变为沿晶断裂。

材料专业自主性实验教学体系探索

为了解决工程材料实验教学中心在实验教学上存在的问题,在前期对一门实验课进行新教学方法尝试的基础上,重新设计整个实验教学中心的教学体系,构建了自主性实验教学体系,强调了实验教学应以创新能力培养为核心。新教学体系可调动学生积极性,提高学生创造性思维能力与动手能力。

挤压温度对AZT802镁合金组织和性能的影响

将铸态AZT802合金分别在350℃、380℃和400℃下挤压,随后进行T5时效处理,研究不同挤压温度对AZT802镁合金挤压态和时效态组织和性能的影响。结果表明,当挤压温度为350℃时,晶粒尺寸分布不均匀,同时观察到大块的条状第二相沿挤压方向析出。当挤压温度高于350℃时,挤压态合金获得均匀等轴晶粒,第二相以颗粒状形貌沿晶界均匀分布。经T5时效处理后,颗粒状Mg_2Sn相均匀分布于基体中,Mg_(17)Al_(12)相以连续相和非连续相析出,非连续析出相随时效前挤压温度的升高而逐渐增多。力学性能测试结果表明,AZT802合金在380℃下挤压,并进行175℃(3h)T5时效处理后,获得最佳综合力学性能。

含Gd的Mg-Al系合金研究现状

镁合金作为"21世纪绿色环保工程材料",具有广阔的应用前景。在诸多类型的镁合金中,Mg-Al系合金是目前应用范围最广、牌号最多的镁合金。合金化一直是改善镁合金性能的重要手段,在围绕Mg-Al系合金开展的众多合金化研究中,加入稀土元素Gd是一个重要的研究方向。近年来,许多研究者围绕微观形貌、力学性能与腐蚀行为三个方面对含Gd的Mg-Al系合金广泛开展了研究。在Mg-Al系合金中加入Gd后,合金第二相的种类与结构会发生相应的变化。其中,最常见的变化为脆性第二相Mg_(17)Al_(12)转换为高硬度第二相Al_(2)Gd。Al_(2)Gd在合金凝固时可作为非均质形核点,使合金的晶粒尺寸得到明显的细化,力学性能也得到提高(细晶强化)。此外,Al_(2)Gd作为热稳定相,在随后的热处理及热加工过程中,不会发生回溶或分解,因此其可以钉扎晶界,抑制晶粒异常长大。2011年有学者首次在含Gd的Mg-Al系合金中发现了LPSO相,但相比于Mg-Zn合金,目前Mg-Al系合金中关于LPSO的研究还比较少,LPSO相的潜力还未得到充分发挥。一般而言,Gd可提升铸态Mg-Al系合金的力学性能,但其对热处理态及热挤压态Mg-Al系合金力学性能的影响更为复杂,还需进一步探究。腐蚀行为方面,加入Gd不仅可以减少Mg-Al系合金晶界处Cu、Fe、Ni等有害杂质元素的偏析,抑制有害杂质元素带来的腐蚀,还可以使腐蚀产物膜更加稳定、致密,从而减缓腐蚀。当然,加入Gd后,Mg-Al系合金第二相的成分、含量、形态及分布发生了改变,导致第二相与基体相的电位差、第二相起到屏蔽腐蚀离子的作用发生改变,也会使合金的腐蚀行为发生相应变化。本文综述了国内外含Gd的Mg-Al系合金的研究现状,介绍了Gd对Mg-Al系合金微观形貌、力学性能和腐蚀行为的影响,并分析了目前研究的不足,最后展望了含Gd的Mg-Al系合金的研究趋势。

Cu-12%Nb复合线材退火过程中微观组织及力学性能研究

采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)表征了变形态及不同温度退火的Cu-Nb复合线材的微观组织与织构演变,并利用纳米压痕研究了线材硬度随退火温度的变化规律。结果表明,在400~500℃退火时,Nb芯丝开始发生球化,纳米尺度Cu基体开始再结晶。退火后线材织构并没有明显变化,始终保持很强的平行于拉拔方向的<111>_(Cu)//<110>_(Nb)丝织构。分别用复合材料混合法则和约束层滑移(confined layer slip, CLS)模型计算了线材硬度,Nb芯丝球化前,通过约束层滑移模型计算的硬度与实验值匹配较好,当退火温度超过800℃时硬度则符合混合定律。

高Y添加量对Mg-2Zn-1Mn合金组织和力学性能的影响

采用光学显微镜、X射线衍射仪、X射线荧光法、电子探针显微分析仪、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、透射电子显微镜和单轴拉伸测试等对Mg-2Zn-1Mn-xY(x=0,1,3,5,7,质量分数,%)合金的显微组织和力学性能进行研究。结果表明:随着Y元素的加入,铸态合金的第二相由Mg7Zn3转变为Mg_(3)Zn_(3)Y_(2),最终转变为Mg_(12)ZnY。Y元素的加入阻碍了动态再结晶的生长过程,使晶粒得到细化,但是进一步增加Y含量不会继续增强晶粒细化程度。挤压态Mg-2Zn-1Mn合金加入Y元素后,塑性呈现出先升高后下降的趋势,这可能是受到了织构取向变化和晶粒粗化的共同影响。此外,合金强度提高主要是由于细晶强化和第二相强化作用。Mg-2Zn-1Mn-7Y合金具有最佳的力学性能,其抗拉伸强度为357 MPa,屈服强度为262 MPa,延伸率为14%。

挤压前的时效处理对AZ80镁合金组织和力学性能的影响（英文）

主要研究了挤压前的时效处理工艺对AZ80镁合金显微组织和力学性能的影响,同时利用扫描电子显微镜对试样断口进行分析。结果表明:挤压前时效处理可以明显细化晶粒;时效过程中析出的Mg_(17)Al_(12)粒子弥散分布在晶界处,在动态再结晶过程中起到阻碍晶界移动、阻止晶粒长大、细化组织的作用;随着时效时间的延长或者时效温度的升高,晶粒细化效果减弱;对时效后合金进行挤压,试样的屈服强度、抗拉强度和延伸率均提高。通过对断口形貌的分析发现,早期裂纹产生于晶界处粗大的第二相周围,导致了拉伸过程中延伸率的下降。挤压前时效处理对AZ80的强化效果为高性能镁合金的设计和开发提供了一种全新的思路。

挤压态ZM61-Sn合金的显微组织及高温力学性能（英文）

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和高温拉伸对挤压态ZM61-x Sn(x=2,4,8,质量分数,%)合金的显微组织、高温力学性能和断裂机制进行了研究。结果表明添加Sn元素可有效细化合金组织且细化效果随Sn含量的增加而增强。挤压态ZM61-x Sn(x=2,4,8)合金的平均晶粒尺寸分别为11,8和4μm。随Sn含量的增加,合金的力学性能先升高后降低。在所有的实验合金中ZM61-4Sn合金的强度最高,当在180℃下进行拉伸实验时,其极限抗拉强度和屈服强度分别为216和173 MPa。合金的延伸率随Sn含量的增加而增加,当拉伸温度为300℃时,ZM61-x Sn(x=2,4,8)合金的延伸率分别为183.8%,235.8%和258.6%。ZM61-4Sn合金具有最好的强度和塑性的结合。试样最后的断裂主要由局部缩颈引起以及试样的主要断裂机制为显微孔洞聚集。当在260和300℃下拉伸时,合金发生了不完全的动态再结晶。

Y含量对ZM21镁合金组织和力学性能的影响（英文）

通过OM、SEM、EDS和XRD等研究了铸态及挤压态Mg-2Zn-1Mn-XY (X=0,0.8,2.2)(质量分数,下同)镁合金显微组织和力学性能。由实验结果可知,稀土Y的添加,不仅可以细化铸态及挤压态合金晶粒,还可以弱化挤压态合金的基面织构强度,从而同时提高合金的强度以及韧性。挤压态Mg-2Zn-1Mn-XY合金具有良好的力学性能,与原始Mg-2Zn-1Mn合金相比,屈服强度从164 MPa提高到204MPa,,抗拉强度从237 MPa提高到298 MPa,以及延伸率从12%增加到18%。