搅拌摩擦加工对AZ31镁合金腐蚀行为的影响

为了探究搅拌摩擦加工对AZ31镁合金腐蚀性能的影响,采用体视镜、光学显微镜、接触角测量仪、电化学工作站等设备研究了AZ31母材与不同工艺参数下FSP-AZ31在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明:在转速800~1200 r/min、加工速度80~120 mm/min范围内,FSP-AZ31与母材腐蚀机制均为点蚀。与母材相比,FSP-AZ31点蚀程度较轻,自腐蚀电流密度减小,阻抗增大,FSP均能够提高AZ31镁合金的耐腐蚀性能。当加工速度为100 mm/min时,随着旋转速度增大,FSP-AZ31自腐蚀电流密度不断减小,耐腐蚀性能不断提升。试样在旋转速度为1200 r/min时自腐蚀电流密度达到最小值9.2×10^(-5)A·cm^(-2)。当旋转速度为1000 r/min时,随着加工速度减小,FSP-AZ31自腐蚀电流密度不断减小,耐腐蚀性能不断提升。在加工速度为80 mm/min时试样的自腐蚀电流密度达到最小,其值为7.6×10^(-5)A·cm^(-2)。相比AZ31镁合金,1000 r/min和80 mm/min条件下FSP-AZ31的接触角由29.703°上升至58.448°。

不同凝固条件下Fe-Sn合金的组织形貌及相组成

采用高频感应加热和单辊急冷技术分别制备了纽扣状和薄带状的Fe-Sn合金试样,并利用OM、SEM、EDS、XRD等分析手段,对Fe_(60)Sn_(40)和Fe_(40)Sn_(60)合金在常规凝固和快速凝固条件下的相分离组织及物相组成进行了对比分析。结果表明:常规凝固条件下,纽扣状Fe_(60)Sn_(40)和Fe_(40)Sn_(60)合金的凝固形貌差异显著,但物相组成相同,包含α-Fe、(Sn)、Fe_(3)Sn_(2)、FeSn和FeSn_(2)五个相。Fe_(60)Sn_(40)合金呈界线明显的球-冠包裹式结构,而Fe_(40)Sn_(60)合金形貌按组织特征分为上部枝晶-中部小尺寸粒子-下部大尺寸粒子三个区域,且彼此界线不明显。相反,快速凝固条件下合金条带的组织形貌相近,球形第二相粒子均匀分布于基体内,物相由α-Fe、(Sn)、FeSn和FeSn_(2)组成。常规凝固形貌的差异性归因于不同的第二相液滴运动特性,合金条带中Fe_(3)Sn_(2)相的缺失可能是高冷速抑制了Fe_(3)Sn_(2)相的生成。

多级深度还原法制备Ti6Al4V粉体中镁热自蔓延产物浸出动力学

对多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体过程中的镁热自蔓延产物的浸出过程进行了研究,探究了原料粒度、浸出温度和盐酸浓度对浸出过程的影响.结果表明,温度和盐酸浓度对Ti的浸出率有很大的影响.Mg浸出反应的表观活化能为47.38 kJ/mol,反应级数为0.22.Ti浸出反应的表观活化能为103.4 kJ/mol,反应级数为1.142.最终选择D_(50)为59.4μm的镁热自蔓延产物作为原料,采用30℃的浸出温度和1 mol/L的盐酸作为浸出条件.经过180 min的浸出可将镁热自蔓延产物中的Mg去除92.1%,钛的损失率为17.5%.

离焦量对ZK60镁合金激光表面熔凝组织及性能的影响

为改善镁合金的耐蚀性,通过激光表面熔凝工艺在ZK60镁合金表面制备熔凝层。采用光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、显微维氏硬度计、电化学工作站分析了熔凝层的组织结构、表面形貌、显微硬度和耐蚀性。结果表明,激光表面熔凝处理可极大程度细化镁合金晶粒,熔凝层的厚度和粗糙度随激光离焦量的增大而减小,熔凝层由细小等轴晶和柱状晶组成,相组成主要为α-Mg相和MgZn2相。当离焦量为5 mm时,镁合金熔凝层的表面形貌和耐蚀性达到最佳,与未处理镁合金相比,熔凝层的显微硬度提高约36.1%,腐蚀电位向正向移动约0.097 V。

ZK60镁合金激光表面熔凝处理及性能研究

为提高ZK60镁合金的耐腐蚀性能,采用激光表面熔凝的方法在镁合金表面制备激光熔凝层,研究扫描速度对镁合金熔凝层形貌、微观组织、显微硬度及耐腐蚀性能的影响。采用光学显微镜、X射线衍射仪等仪器,观察分析熔凝层的表面及横截面形貌、粗糙度和显微组织,采用显微维氏硬度计测试分析熔凝层横截面的显微硬度,采用电化学工作站测试分析熔凝层的耐腐蚀性能。结果表明,激光表面熔凝处理在镁合金表面形成了厚度约为100~180μm的熔凝层,熔凝层厚度和表面粗糙度随扫描速度的降低而增加。熔凝层由细小等轴晶和放射状柱状晶组成,晶粒尺寸约1.5μm,熔凝层的相组成为α-Mg相和MgZn_(2)相,显微硬度比基体提高了约33.7%。当扫描速度为25 mm/s时,镁合金熔凝层的自腐蚀电位比未处理镁合金向正向移动了0.118 V,自腐蚀电流密度比未处理镁合金降低了约2个数量级,耐腐蚀性达到最佳。

LZ91镁锂合金植酸处理工艺及耐腐蚀性能研究

为了改善LZ91镁锂合金的耐腐蚀性能,采用正交试验法对厚度为3 mm的商用轧制态双相LZ91镁锂合金板材表面进行植酸化学转化处理,借助扫描电子显微镜、电化学工作站等设备对不同植酸转化处理的自腐蚀电流密度进行研究,并探讨植酸化学转化液浓度、转化时间、pH值和转化温度对LZ91镁锂合金耐腐蚀性能的影响,得出最佳耐腐蚀性能的植酸化学转化工艺参数。结果表明:对LZ91镁锂合金植酸化学转化处理影响最显著的是溶液pH值、其次为转化时间、再次为转化液浓度、最后则为转化温度;当植酸浓度为2 mL/L,转化时间为5 min,pH值为6和转化温度为35℃时,LZ91镁锂合金植酸化学转化处理后的耐腐蚀性能最佳,此时自腐蚀电流密度达到最小值2.254×10^(-5)A/cm^(2);与未植酸处理相比,自腐蚀电流密度下降了2个数量级,耐腐蚀性能得到很大提升。因此,植酸化学转化处理提升LZ91镁锂合金的耐腐蚀性能有一定的应用价值。

自蔓延高温合成−电化学脱氧制备低氧钛粉

报道一种自蔓延高温合成−电化学脱氧制备低氧钛粉的新工艺,该工艺包含两个重要的实验步骤:(1)自蔓延模式下镁热还原TiO_(2)快速制备非化学计量比的低价钛氧化物TiO_(x<1)粉末(高氧含量钛粉);(2)CaCl_(2)熔盐体系中TiO_(x<1)粉末的电化学脱氧。通过XRD、SEM等物相分析、微观结构表征手段和电化学测试技术分析关键中间步骤的实验结果。结果表明:TiO_(2):Mg摩尔比为1:2的自蔓延高温合成产物酸洗后可得到TiO_(x<1)粉末(TiO_(0.325)和TiO_(0.97)),在CaCl_(2)熔盐中施加−3.3 V恒电位电化学脱氧10 h可将含16.3%氧(质量分数)的TiO_(x<1)粉末转化为氧含量低至0.121%(质量分数)的低氧钛粉,TiO_(x<1)粉体在CaCl_(2)熔盐中的电化学脱氧遵循分步脱氧模式,脱氧后钛粉晶格明显收缩。

TiO_(2)焙烧预处理对钙热自蔓延法制备Ti6Al4V粉体的影响

以Ca为还原剂,TiO_(2)、V_(2)O_(5)和Al为原料,通过钙热自蔓延的方式制备低氧Ti6Al4V合金粉体。通过XRD、SEM-EDS、ICP以及氧氮氢分析仪等手段考察不同焙烧温度下TiO_(2)的晶粒尺寸和比表面积的变化规律,以及不同焙烧温度对Ti6Al4V粉体产物的影响。结果表明:通过调节TiO_(2)的焙烧温度可以改变TiO_(2)的晶粒尺寸和比表面积,从而影响混料的均匀程度和反应时O_(2)^(-)的迁移路程,达到降低产物中氧含量的目的。当使用1000℃焙烧过的TiO_(2)作为原料时,可得到氧含量为0.187%(质量分数,下同)的产物(Al 6.62%,V 4.22%,Ca 0.032%)。

热处理对GCr15轴承钢火焰喷涂+感应重熔复合熔涂层组织与性能的影响

以镍铬硼硅合金粉末(HG-201)为喷涂材料,采用火焰喷涂+感应重熔之复合熔涂技术,在GCr15轴承钢表面制备熔涂层并对其进行不同热处理。采用SEM、OM、显微硬度测试及冲击试验研究了不同热处理工艺对熔涂层的微观组织、界面形貌、显微硬度、冲击性能及冲击断口形貌的影响。结果表明,复合熔涂处理可细化GCr15钢的晶粒,提高其显微硬度和冲击性能,平均冲击吸收能量比常规淬火GCr15钢提高335.85%;经等温淬火、等温淬火+回火处理后,复合熔涂GCr15钢组织内的残留奥氏体和内应力进一步消除,但显微硬度和冲击性能稍有下降,熔涂层冲击断口均表现为准解理断口的小晶面断裂方式。

通过多级深度还原制备Ti6Al4V合金粉体的新工艺

介绍了一种以TiO_(2)、V_(2)O_(5)和Al为原料,Mg和Ca作为还原剂的通过多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体的新方法。与传统的冶金方法制备Ti6Al4V粉末相比,该方法具有更高的生产效率和更少的环境污染。自蔓延初级还原实验的结果表明,Mg比Ca更适合在此阶段作为还原剂,当使用Mg作为还原剂时可以得到氧含量为6.74%~16.4%(质量分数,下同)的多孔Ti-Al-V-O前驱体。通过进一步的钙热深度还原(1173 K下保持3.5 h)可以得到含氧量为0.24%的Ti6Al4V粉体。

多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体

依据变价金属Ti和V的氧化物在还原过程中逐级还原的特性,提出使用金属氧化物(TiO_(2),V2O_(5))作为原料的多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体的新思路。首先计算了TiO_(2)-V2O_(5)-Mg-Ca体系的吉布斯自由能变,结果表明先进行镁热自蔓延反应,后进行钙热深度还原反应制备Ti6Al4V合金粉体在热力学上具备可行性。然后通过实验进行了验证。镁热自蔓延反应产物酸浸后除去MgO可得到氧含量为15.92%的多孔Ti-Al-V-O前驱体。配入金属Ca后进行深度脱氧可得到低氧的Ti6Al4V合金粉体(Al:6.2%,V:3.64%,O:0.24%,Mg:0.01%,Ca含量<0.01%,质量分数)。

多级深度还原法制备Ti_(6)Al_(4)V合金粉体过程中的镁热自蔓延机理

对多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体过程中的镁热自蔓延反应机理进行了探究。使用XRD,SEM,ICP以及激光粒度分析仪对产物进行了表征。结果表明:Al和V元素会固溶进入Ti基体中使其衍射峰向高角度偏移;“预烧结-还原-烧结”和“还原-烧结”2种反应模式是造成产物形貌差异的主要原因;自蔓延产物的体积平均径D_([4.3])和体系的燃烧温度正相关;残留的Mg主要以MgTiO_(3)和MgAl_(2)O_(4)等复合物的形式存在。使用金属Ca进行深度还原可以将最终产物中的Mg和O含量分别降低至0.01%和0.24%(质量分数)。

多级还原制备钛粉过程中的初级还原机理

本工作围绕多级还原制备钛粉工艺中初级还原阶段的反应机理和配镁量作用规律开展研究。结果表明:提高配镁量有利于提升TiO;的还原程度并抑制含镁杂质相的形成。初级还原过程中,还原剂镁多以液相流体形式包裹在TiO;颗粒表面进行还原反应形成多相微球的反应产物,而且低价钛氧化物在自蔓延高温作用下会发生烧结形成多孔骨架结构。当配料比:Mg/TiO_(2)(mol/mol)=2时,初级还原产物中氧含量为16.04%(质量分数,下同),比表面积和平均粒径分别为1.77 m^(2)/g和34.39μm,该初级还原产物具有良好的反应活性,深度还原后得到的钛粉中氧含量为0.274%、镁残留量仅为0.010%。