Effect of low concentration electrolytes on the formation and corrosion resistance of PEO coatings on AM50 magnesium alloy

In this paper,the formation process,morphology,and electrochemical performance of PEO coatings on AM50 magnesium alloy prepared in low concentration phosphate,aluminate,and phosphate-aluminate electrolytes were systematically studied.The results show that the coatings prepared from the phosphate electrolytes have a higher thickness and better corrosion resistance properties compared to the other electrolytes.The coatings prepared from low concentration phosphate-aluminate mixed electrolytes have slightly thinner thickness,a similar coating structure and an order of magnitude lower value of electrochemical impedance compared with phosphate electrolyte coatings.The Coatings prepared from low concentration aluminate electrolytes have the lowest thickness and the worst corrosion resistance properties which gets close to corrosion behavior of the bare AM50 under the same test conditions.Considering application,coatings prepared from single low concentration phosphate electrolytes and low concentration phosphate-aluminate electrolytes have greater potential than single low concentration aluminate coatings.However,reducing the electrolyte concentrations of coating forming ions too much has negative influence on the coating growth rate.

稀土对AM50力学性能及高温蠕变的影响

对Y和富La稀土对镁合金AM50微观组织、铸态力学性能和蠕变性能的影响进行了研究。研究结果表明:AM50中加入Y和富La稀土能有效地细化晶粒,由于显微组织的改善,使得AM50合金的室温和高温力学性能均有一定的提高,并明显地改善了AM50镁合金的抗蠕变性能。填加稀土可以在AM50合金晶界处生成稳定的铝稀土化合物,可以明显提高镁合金AM50的常温及高温(150℃)力学性能。与加入富La稀土的AM50相比,加入Y提高力学性能及蠕变抗力的作用更明显。

Nd对AM50力学性能及高温性能的影响

对加Nd的AM50镁合金铸态试样进行固溶处理(420℃/12 h),研究了Nd对其显微组织、力学性能和抗高温蠕变性能的影响.结果表明:Nd的加入细化了晶粒,导致AM50合金室温力学性能的提高.Nd在AM50合金中形成了Al11Nd3高温稳定相,Al11Nd3的存在使加Nd的AM50合金在200℃的稳态蠕变率及高温(150℃)力学性能大幅度提高.

热处理对AZ91D和AM50合金组织和腐蚀行为的影响

研究了固溶处理 (T4 )和固溶 +人工时效处理 (T6 )对AZ91D和AM5 0合金组织结构、成分分布以及在 3 5wt%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明热处理可以改变两种合金的组织结构和成分分布 ,进而对合金的自腐蚀电位和抗腐蚀性能产生影响 ,β相的体积分数和分布状态对合金的腐蚀行为具有重要的影响。

热加工对铸造AM50镁合金显微结构和力学性能的影响

采用锻造和等通道转角挤压(ECAP)等技术研究了热加工对铸造AM50镁合金显微结构和力学性能的影响,以改善该合金的力学性能。结果发现,ECAP对铸造AM50镁合金和锻造AM50镁合金两种显微结构的影响不同,这是由于两种状态初始晶粒尺寸不同引起的。铸态AM50镁合金晶粒尺寸粗大,经过ECAP工艺后,晶界上出现大量平直滑移线;而锻态AM50镁合金经过ECAP工艺后,晶粒进一步细化,滑移线痕迹不明显。铸态AM50镁合金经过ECAP工艺后显微硬度从54.5提高到72.3,锻造AM50镁合金经过ECAP工艺后显微硬度从60.3提高到81.9。铸造AM50镁合金经过锻造及ECAP工艺热加工后力学性能抗拉强度提高到320 MPa,同时延伸率保持在35%以上。

AM50A镁合金激光表面熔凝层的强化效果与机理

采用CO2连续激光对AM50A镁合金表面进行熔凝处理，分析激光熔凝层的组织、性能和强化机理。结果表明：激光熔凝层晶粒得到高度细化，且随着扫描速度的增大，晶粒细化更为明显；熔凝层内合金元素Al的固溶度增加，声相（Mg17Al12）的含量有所减少，{印相的分布更加均匀弥散；熔凝层的显微硬度（HV55～75）明显高于基体的显微硬度（约HV40）。磨损实验表明，激光熔凝试样的磨损体积是未处理试样的35％，耐磨性有了较大提高。熔凝层的强化机理主要是细晶强化，此外合金元素Al固溶度的增加及β相的弥散析出也有一定的强化效果。

Sr对AM50显微组织和力学性能的影响

研究了不同含量Sr对AM50合金微观组织和力学性能的影响。结果表明,添加Sr后,AM50合金铸体组织β-Mg17Al12变得细小,晶粒明显细化;Sr基本上与Al结合生成高熔点、高稳定的Al4Sr相,能够强化晶界并阻碍位错滑移,从而强化合金。适量的Sr明显提高了室温下合金的屈服强度和抗拉强度,而且不影响合金的延伸率,而过量的Sr会导致AM50延伸率和轻度的降低。含0.5%Sr的铸态合金可得到最高抗拉强度233MPa,屈服强度90MPa,延伸率16.3%的性能。

AM50镁合金的TIG焊接性研究

为研究出一套适合于AM50的TIG焊接工艺,利用TIG焊接技术研究了AM50镁合金的焊接性,并调节工艺参数进行系统焊接试验,同时,对焊接接头也进行了相关的力学性能试验;试验结果表明:焊接电流、焊接速度和气体流量均对焊接接头表面成形性和力学性能产生重大影响,并得到一套完整的焊接工艺规范.经过对其接头进行显微组织分析观察发现,焊接接头组织及第二相的变化导致接头处的拉伸强度和硬度均低于母材,并且焊缝区由基体α-Mg和附集于晶界的β-Al12Mg17两相组成.

AM50镁合金表面直接化学镀研究

采用磷酸和氟化钾为前处理酸洗液配方,以碱式碳酸镍为主盐,研究AM50镁合金表面直接化学镀镍-磷工艺,并应用金相截面法对该工艺的镀层沉积速度进行了检测分析,应用X射线衍射分析技术(XRD)、附带能谱仪的扫描电镜(SEM)、显微硬度测试仪以及划痕测试仪等对镀层的形貌结构、成分、硬度及结合力等作检测与分析。结果表明,最佳工艺条件下所获得镀层不仅沉积速率稳定,而且表面良好、性能优良,具有很好的实际工业应用推广意义。

Si对AM50力学性能和高温蠕变性能的影响

在基体合金AM50中分别加入Si和Ca,研究了Si和Ca对AM50-xSi合金的微观组织、力学性能及蠕变性能的影响.结果表明:加入Si后,合金高温蠕变性能随Si量的增加而增加并超过了AS41的水平;在AM50-xSi中加入微量Ca以后,合金中的Mg2Si相得到细化,从汉字状转变成颗粒状,室温及150℃拉伸性能明显提高.

轧制对真空压铸AM50薄板组织与性能的影响

为研究真空压铸态AM50镁合金薄板在不同轧制变形量下组织和力学性能的变化,利用小型轧机对该合金进行多道次轧制,并进行了微观组织观察和室温拉伸性能测试.结果表明:该镁合金在常温下可进行多道次的轧制,但每道次之间要进行310℃×10 min的退火处理,总变形量可达到45%;随总变形量的增加,轧制流线逐渐形成,晶粒变形成长条状,平均尺寸逐渐变小;变形量为40%时,沿轧制方向晶粒大约为2～4μm,轧制延展方向晶粒大约为5～10μm;随变形量的增大,材料的强度和塑性均在增加,而在总变形量达到40%时,材料的强度和塑性达到极值,屈服强度为282 MPa,抗拉强度为329 MPa,伸长率为8.8%.

T6处理对真空压铸AM50镁合金腐蚀行为的影响

为了研究不同时效工艺对真空压铸AM50镁合金耐蚀性的影响,通过静态失重实验和电化学实验研究了T6处理后AM50镁合金在Na Cl溶液中的腐蚀行为.结果表明,合金经过170和230℃时效处理后腐蚀速率的变化情况基本类似,均为先降低后升高,最后达到一个稳定值.但经过230℃时效处理后合金的耐蚀性远差于经过170℃时效处理后的情况,且达到腐蚀速率最低点所需时间更长.不同时效处理后的合金具有相似的电化学腐蚀行为,腐蚀电位无明显变化规律,而腐蚀电流密度与腐蚀速率的变化趋势近乎一致.腐蚀速率随腐蚀时间的延长而下降,并最终保持一个较为稳定的数值.此外,合金腐蚀速率的理论值和实测值相吻合.

AM50镁合金孔挤压强化对其疲劳性能的影响

目的研究孔挤压处理对AM50镁合金疲劳性能的影响。方法对AM50镁合金进行孔挤压强化处理,使试样表面产生有益的残余压应力分布,并对残余应力的分布进行测定。对未处理镁合金及孔挤压镁合金进行疲劳性能测试,对比疲劳寿命及疲劳裂纹扩展速率,对疲劳断口进行扫描,分析孔挤压对AM50镁合金疲劳性能的影响。结果孔挤压处理后,孔周围残余压应力深度达到5.5 mm,且最大压应力值达-563 MPa,试样的疲劳寿命较未处理时增加了9倍,疲劳裂纹扩展速率大大降低,疲劳裂纹源由未处理时的孔表面转移到了挤压强化层内部。结论孔挤压可以明显抑制疲劳裂纹的萌生,延长疲劳寿命。

工艺参数对AM50A镁合金双控成形件组织和性能的影响(英文)

利用四因素四水平正交实验研究工艺参数对双控成形AM50A镁合金构件的力学性能和微观组织的影响。双控成形的参数变化曲线表明,锻造过程是在压射过程完成35 ms后启动的。这表明双控成形过程既包含高速充填过程又具有高压密实过程。与压铸相比,双控成形构件既具有好的表面质量又具有高的力学性能。这主要是由于双控成形构件具有细小、均匀且具有很少(或者没有)铸造缺陷的微观组织所致。与浇注温度、模具温度和锻造压力相比,压铸速度对构件的屈服强度、抗拉强度和伸长率有更大的影响。但是与压射速度、模具温度和锻造压力相比,浇注温度对构件的硬度有更大的影响。除模具温度之外,675°C的浇注温度、2.7 m/s的压射速度和4000kN的锻造压力是获得最高的屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度的工艺参数。而要获得最高的屈服强度、抗拉强度、伸长率和硬度的模具温度匹配顺序为:205、195、195和225°C。在压铸件的拉伸断口表面能够发现明显的显微缩松和微裂纹。双控成形构件的拉伸断口表面存在大量的韧窝,没有铸造缺陷。这种韧窝形貌的断口对于提高构件的力学性能非常有利。

AM50镁合金压铸件致密性与压铸工艺研究

压铸件的致密性是评价其质量的重要指标,通常用密度来衡量。以AM50压铸镁合金为研究对象,采用多因素分析法设计了阶梯块试样和压铸工艺参数。通过压铸试验和压铸件的密度测定,分析了压铸工艺参数对铸件密度的影响规律,获得致密度高的压铸件工艺参数为:浇注温度650℃、模具温度180℃、铸造压力44MPa、低速速度0.25m/s、高速速度3m/s、高速位置230mm、增压位置280mm、增压时间20ms、料饼厚度30mm。研究还表明,不同厚度阶梯块理想的压铸工艺参数不同。

微量钛、硼对AM50镁合金组织和性能的影响

对在AM50镁合金中添加不同微量钛、硼元素后的微观组织和力学性能的变化规律进行了研究。结果表明:微量钛、硼的加入能够细化AM50合金的晶粒,改善第二相的形貌,使第二相变得细小,分布更加均匀;微量钛、硼在含量分别为0．002%和0．001 0％附近时合金室温力学性能明显提高;过多添加钛、硼并不能明显提高AM50合金的力学性能。

机械振动对汽车用AM50合金的组织与性能影响

通过在汽车用AM50合金凝固过程中施加不同机械振幅的方法,研究了机械振幅分别为0、0.5、1、1.5、2和2.5 mm时对AM50合金的金相组织、夹杂物形貌与分布特征和力学性能的影响。结果表明,在合金凝固过程中施加机械振动,可以对合金中的析出相和晶粒起到明显的细化作用;随着机械振幅的增加,合金中圆形夹杂物的比例在不断减小,而条形和多角形夹杂物的比例在不断增加;当机械振幅增加至2.5 mm时,AM50合金的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别达到234 MPa、111 MPa和4.5%,相对未施加振动的AM50合金分别增加了25.8%、29.1%和128%。

AM50A压铸件孔洞与力学性能关系的研究

针对压铸过程中气体卷入形成的孔洞与压铸件力学性能之间的定量关系进行了研究。在压铸件不同厚度的部位取样,测试了所取试样的力学性能,采用阿基米德方法和图像定量系统分别测量了取样的孔洞体积分数和最大尺寸,探讨了它们和力学性能之间的关系。并利用多元线性回归的数学统计方法,提出了AM50A压铸件中孔洞体积分数和最大尺寸与力学性能的定量关系。

粗镁直接熔炼AM50镁合金力学性能及夹杂物分析

为了研究粗镁直接熔炼AM50镁合金中夹杂物对力学性能的影响,对镁合金锭三个取样位置进行金像分析、拉伸及冲击试验.通过扫描电镜对断口形貌进行分析,并用能谱分析夹杂物的成分.结果表明:AM50的拉伸强度达到184.73 MPa,伸长率为1.54%,冲击韧性达到8.311 J/cm2,断裂方式为脆性断裂和韧性断裂两种混合断裂机制.夹杂物的主要类型为金属夹杂物和非金属夹杂物两大类,主要有MgO、Mg3N2、MgCl2、CaCl2、Al4C3和一些富Fe的夹杂物,并且形状各异,以镁的氧化物夹杂最为常见.

用Cellular Automaton方法模拟压铸镁合金AM50的微观组织

基于Cellular Automaton(CA)方法的基本原理,建立了压铸镁合金AM50形核和等轴晶粒生长的二维数学物理模型,能够对任意晶向的等轴晶晶粒生长进行模拟。模型耦合了宏观传热与微观组织模拟计算,镁合金AM50阶梯块压铸件的温度场通过热传导反算法计算求得。对阶梯块压铸件不同阶梯表面的微观组织进行了模拟,并与金相试验结果进行了对比,它们在晶粒尺寸上吻合较好。