不同厚度锌铝镁合金镀层的耐腐蚀性能

[目的]锌铝镁(Zn-Al-Mg)合金镀层作为一种新型高耐蚀性镀层,其厚度对耐蚀性具有显著影响。[方法]通过辉光放电光谱仪(GDS)、扫描电镜(SEM)、电化学工作站等仪器测试,对比了Zn-Al-Mg合金镀覆量为80、120和180 g/m^(2)的镀锌钢(分别用ZM80、ZM120和ZM180表示)在中性盐雾环境下的耐蚀性。[结果]ZM80、ZM120和ZM180在中性盐雾试验中出现红锈的时间分别为840、1176和1512 h。三者的腐蚀过程包括钝化膜保护、锌层阻隔保护、锌层电偶保护和基体腐蚀4个阶段,其中钝化膜的保护作用与其均匀性有较大关联。ZM120和ZM180的划叉试样在不同时间段的红锈面积与未划叉试样相比无明显区别,这主要归因于Zn-Al-Mg合金镀层在破损区域形成的致密腐蚀产物有效减缓了腐蚀进程。[结论]不同厚度Zn-Al-Mg合金镀层的防腐能力不同,实际生产中可以根据应用场景选择镀层厚度合适的镀锌铝镁合金钢。

铝镁合金砂带磨削工艺与粘附特性实验研究

铝镁合金以其质量轻、耐腐蚀等良好材料性能,广泛应用于各个领域。针对当前铝镁合金砂轮磨削加工存在的效率低、表面质量难以保证、砂轮表面易发生粘附等问题,提出采用砂带磨削技术对铝镁合金进行加工。为研究铝镁合金砂带磨削工艺规律以及在磨削过程中容易产生的粘附特性问题,运用36、60两种目数的氧化铝陶瓷、碳化硅和锆刚玉砂带进行铝镁合金磨削实验,分析不同磨削压力和砂带转速下的铝镁合金材料去除率、磨削噪声、磨削能耗和砂带材料粘附率的变化规律。结果表明:在相同磨削参数下,3种砂带中锆刚玉砂带因磨料韧性、抗冲击性、锋利程度更优,其材料去除率最高,粘附率最低,但磨削噪声和能耗更大,故在铝镁合金砂带磨削中,如果不考虑噪声和能耗的影响,可选择锆刚玉砂带以提高磨削效率;3种砂带的磨削压力达到20 N后,砂带粘附达到稳定形成阶段,磨屑堵塞磨粒间隙,使材料去除效率降低。这一结论可为铝镁合金砂带磨削压力参数的选取提供参考;在10~30 N、1 500~3 500 r/min的工艺参数范围内,磨削压力和砂带转速对材料去除率、粘附率都有很大影响,但砂带转速对磨削噪声的影响更大,磨削压力对磨削能耗的影响更大。研究结论可为提高铝镁合金砂带磨削效率与质量,降低磨削噪声与能耗提供一定参考。

铝镁合金铸件针孔和偏析缺陷特点及分析

对铝镁合金铸件疏松、偏析类缺陷种类、形成机理及其安全使用风险进行了系统的分析,通过X射线、电镜扫描观察铸件不同程度的疏松、偏析组织的微观形貌,并结合力学性能、化学成分检测数据分析评估各类型缺陷对产品使用性能的影响,指出铝镁合金铸件疏松、偏析缺陷安全使用的判定方法,为产品的检测和质量保证提供参考。

5A06-O铝镁合金差温拉深成形性能研究

采用单向热拉伸试验测定了5A06-O铝镁合金在150~275℃温热条件下的流变应力曲线及厚向异性系数;通过差温拉深试验研究了5A06-O铝镁合金在温热条件下的极限拉深能力。结果表明:随着温度的升高,材料在3个方向的厚向异性系数先增大后减小,并在250℃达到最大值;极限拉深比并不随着温度的升高而单调增大,在250℃达到最大值2.588,然而随着温度的继续升高,极限拉深比反而下降;250℃成形的拉深件有着最低的减薄率与增厚率,壁厚分布最为均匀;随着温度的升高,拉深速度对成形性能的影响愈加明显。

铝镁合金焊接气孔的探究与对策

随着科学技术持续发展,各种类型的新型材料已经在应用领域发挥价值,而且不断扩展使用范围。铝合金就是先进科技成果,其中的科技含量非常高,独特之处在于,其具有良好的耐腐蚀性,低温强度比较高,与其他的金属相比较,质量相对比较轻,而且持久耐用。当前,该种材料已经被工业企业所关注,并大量应用,特别是比较特殊的石油化工企业以及低温工程中,更加青睐于该种材料,主要发挥强度高且具有耐腐蚀性的特性。但仍需要注意一个重要问题,就是铝镁合金比较坚硬,质量轻,而且壁薄,因此,在进行焊接的过程中容易产生气孔,严重影响工程质量。为了有效规避和处理这方面的问题,本论文研究铝镁合金焊接气孔并提出相应对策。

剖析铝镁合金粉的生产技术和白闪制作要素

白闪是最受消费者欢迎的效果之一,但是在制作过程中比较难以控制和把握。铝镁合金粉为制造白闪效果的首选材料,如果金属铝和金属镁原材料质量关未把控好,或在合金化过程,以及制作总体制作工艺中出现差池,就会出现铝镁合金粉的质量隐患,如析出反应的发生、未形成致密的三氧化二铝保护膜,杂质铁、杂质氯元素的超标等,都会在后续中引发安全和质量事故。笔者通过对铝镁合金粉制作过程的质量把控,如何保证白闪效果,从反应机理、质量保证、预防措施进行了技术剖析,可供铝镁合金粉生产借鉴,提供可以与白闪对接的铝镁合金粉。根据笔者多年的一线工作实践经验,从白闪的配比、制作、防范措施、技术参数控制,进行了总结,供同仁参考,希望有所帮助。

5A06-O铝镁合金板材差温拉深凸耳行为研究

采用单向热拉伸试验测定了5A06-O铝镁合金在温热条件下(150~275℃)的流变应力曲线及厚向异性系数,通过扫描电镜对不同温度下单向拉伸试样颈缩断裂处的断口进行形貌观察分析。通过差温拉深试验研究了5A06-O铝镁合金在温热条件下的凸耳形成及演变规律。结果表明,拉深件的凸耳出现在与轧制方向成45°方向处,且平均凸耳率随着成形温度的升高先降低后增大,在250℃差温拉深条件下平均凸耳率最小,这与平面各向异性系数∆r有密切关系;在150、200、275℃,平均凸耳率随拉深比的增大呈现先增大后减小的趋势,而在250℃平均凸耳率随着拉深比的增大而增大;拉深件45°方向的减薄率与增厚率明显低于0°及90°方向,其原因在于该方向有着最大的塑性应变比r;250℃成形的零件三个方向均有着最低的减薄率与增厚率,壁厚分布最为均匀,其原因在于该温度有着最大的平均塑性应变比r。成形速度对5A06-O铝镁合金的成形性能有着显著影响,在室温及温热条件宜采用较快的拉深速度,本试验中5mm/s为最佳,但随着拉深速度的增加,平均凸耳率呈现上升趋势。

铝镁合金对LNG储罐用9%Ni钢镍基焊条熔敷金属力学性能的影响

为探究ENiCrMo-6合金系焊条中不同含量的铝镁合金对熔敷金属力学性能的影响,在原配方中添加了不同含量的铝镁合金,并对焊接后的试板进行射线探伤、显微组织观察及化学成分、氧含量和力学性能检测。结果显示,3种不同含量铝镁合金焊条焊接后的熔敷金属经射线探伤均合格;三者的显微组织类型差别不大;随着铝镁合金含量的提高,熔敷金属中硅、锰和铬三种元素的相对含量同步提高,但均满足相关标准要求;1.5%含量的铝镁合金熔敷金属出现明显的夹杂物并含有更多的氧含量,同时具备更好的力学性能,尤其是更高的延伸率和断面收缩率。结果表明,适量铝镁合金能促进熔敷金属中夹杂物的形成;在一定范围内,铝镁合金对熔敷金属力学性能中低温冲击韧性影响不大,但可以显著改善塑性。

锌铝镁合金阳极在含硫化氢介质的性能研究

为验证在高温且含有硫化氢的介质中牺牲阳极的性能是否满足要求,以某浮式生产储油卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)改装项目为例,通过电化学性能试验和计算,验证锌铝镁合金阳极的性能,并研究控制阳极铸造质量的措施。试验结果表明:锌铝镁合金牺牲阳极的性能满足基本要求,可以在温度60℃、盐浓度68000 mg/L、硫化氢(H_(2)S)溶液浓度5 mg/L、pH值为8.0的污油水舱中正常工作,电容量可达794.6043 A·h/kg,理论使用寿命达20 a。

铝镁锰合金板屋面系统保温与防水施工技术

该文深入分析了铝镁锰合金板屋面系统的保温与防水施工技术要点,探讨在现代建筑中确保其性能稳定和可靠的关键步骤。通过全面剖析保温与防水施工技术要点,为铝镁锰合金板屋面系统的保温与防水施工提供实用的参考,促进建筑的可持续发展和优化设计。

铝/镁异种合金磁脉冲焊接接头组织与性能研究

本工作采用磁脉冲焊接方法实现了铝/镁异种合金的连接,并通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射和拉伸试验等分析方法对不同放电能量下的接头微观组织及力学性能进行研究。结果表明,铝/镁异种合金焊接接头界面呈现波形界面和平直界面,且随着放电能量的增加,界面的有效结合区宽度逐渐增加,最大达到了2.87 mm;波形界面的特征越明显,接头的力学性能越高;当放电能量为30 kJ时,波形界面的波长为62.7μm,波幅为9.1μm,接头拉剪力最大,达4 679.5 N。断口形貌分析结果表明,焊缝由内、外两个椭圆环组成;内环形貌呈密集的颗粒与空洞混合结构,外环形貌为条纹状结构。机械互锁和冶金结合同时存在的波状结构界面是获得力学性能优异的铝/镁异种合金磁脉冲焊接接头的关键。

铝/镁合金特种精密铸造技术的研究进展及发展趋势

阐述了铝/镁合金压力铸造、挤压铸造和消失模铸造等特种精密铸造技术的最新研究进展。研究表明:高真空压铸可以显著提高铝/镁合金压铸件的致密性,实现铝/镁合金压铸件热处理强化,进一步提高铝/镁合金压铸件的性能。充氧压铸技术适用于制备高致密、高强铝合金压铸件。半固态压铸和铸锻双控成形技术也是制备高致密、高强度铝/镁合金压铸件的新方法,未来有较大应用潜力。铝/镁合金挤压铸造技术可显著提高金属熔体充型、补缩能力,实现高压凝固和少量塑性变形,提高铸件的致密性和力学性能。铝/镁合金真空低压、振动和压力消失模铸造技术可以提高金属液充型能力、细化组织、提高组织致密性,明显提高铸件力学性能。真空低压消失模壳型铸造技术可以解决普通消失模铸造易出现的孔洞、增碳和夹杂等缺陷,以及浇不足和浇注温度高等问题,是一种生产复杂薄壁高质量铝/镁合金精密铸件的新方法。

敏化处理对AA5083铝合金的腐蚀和应力腐蚀开裂行为的影响

铝镁系合金被广泛用于船舶建造和海洋结构,但是在服役过程中会在晶界析出低腐蚀电位的富镁相,引起环境断裂问题。研究了175℃/100 h敏化处理对铝合金AA5083的Al-Mg相析出行为、晶间腐蚀、电化学行为和应力腐蚀开裂性能的影响,并采用慢应变速率拉伸试验研究敏化前后的应力腐蚀开裂敏感性。结果表明,原始态材料不发生晶间腐蚀和应力腐蚀开裂,而经过敏化处理后,100 nm厚的β'-Al_(3)Mg_(2)或β-Al_(3)Mg_(2)相在晶界析出,导致材料发生严重的晶间腐蚀、电化学腐蚀以及应力腐蚀开裂。铝合金的应力腐蚀开裂行为是在裂纹尖端析出相的阳极溶解以及溶液酸化引发氢脆的协同作用下发生的。

铝合金对高氯酸铵反应特性的影响

为了研究推进剂中金属燃料对氧化剂高氯酸铵(AP)反应特性的影响,选取两种铝基金属燃料-铝锂合金和铝镁合金,借助TG-DSC、SEM、XRD以及自制燃烧实验装置等设备,对样品释能过程及反应特性进行了分析,并采用Kissinger法计算了样品的表观活化能。结果表明,铝锂合金对AP低温分解阶段和高温分解阶段皆存在抑制效果,使得其两个阶段的分解放热峰峰温升高;铝镁合金对AP低温分解阶段有较强的促进作用,使得AP低温分解峰峰温降至287.3℃。当加入铝锂合金后,AP低温分解表观活化能为129.7 kJ/mol,高温分解表观活化能约为247.0 kJ/mol;而加入铝镁合金后,AP低温分解表观活化能降为负数(-207.2 kJ/mol);AP/铝镁合金中AP的分解剧烈,样品燃烧时观察到了较大的气相火焰,其燃烧过程中铝、镁基本能完全反应,而AP/铝锂合金的燃烧产物检测到了铝单质。

阳极氧化膜和微弧氧化膜对5A06铝合金海水腐蚀及力学性能的影响

[目的]研究氧化膜对5A06铝合金海水腐蚀与力学性能的影响。[方法]通过海水浸泡腐蚀试验和应力腐蚀试验,考察了阳极氧化和微弧氧化处理后的铝合金在海水环境中的腐蚀行为和力学性能的变化。[结果]在海水环境下,5A06铝合金及其氧化膜的腐蚀形式以点蚀为主,微弧氧化膜和阳极氧化膜具有良好的耐蚀性。动电位极化曲线和电化学阻抗谱测试结果显示,5A06铝合金裸试样、阳极氧化膜试样和微弧氧化膜试样,在为期30 d的海水浸泡试验后腐蚀电位均发生了明显负移,腐蚀电流密度和维钝电流密度均增大,电荷转移阻抗均减小,表明试样耐蚀性有所下降,其中微弧氧化膜的腐蚀电流密度和维钝电流密度最小,电荷转移阻抗最大,表明微弧氧化膜的耐蚀性高于铝合金及其阳极氧化膜。应力应变测试结果和微观断口形貌显示,相比于阳极氧化试样,应力腐蚀试验后微弧氧化试样的断后伸长损失率和断面收缩损失率均较小,分别为13.79%和6.72%,表明其塑性和韧性较好。[结论]在应力及海水腐蚀介质的耦合作用下,5A06铝合金的耐蚀性和力学性能出现一定程度的下降,微弧氧化和阳极氧化膜都可以提高5A06铝合金的耐蚀性,其中微弧氧化膜的耐蚀性和力学性能更优异。

热镀锌及锌铝镁合金钢在不同大气环境下的腐蚀行为

选用热镀锌(GI)钢和热镀锌铝镁合金(ZM)钢,分别在吐鲁番、江津、青岛和万宁4种典型环境地区中进行大气腐蚀试验。通过分析镀层腐蚀后的形貌、微观组织结构和腐蚀产物成分,探究了纯Zn镀层和Zn–Al–Mg合金镀层在不同大气环境下的腐蚀行为。结果表明,在相同大气环境下服役时,ZM具有比GI更优异的耐蚀性。两者在干燥大气中的腐蚀速率都较低,在潮湿工业大气环境和近海高氯大气环境中的腐蚀速率较高,腐蚀产物以Zn(OH)_(2)、ZnO、ZnCO_(3)及Zn5(CO_(3))_(2)(OH)_(6)为主。

焊接速度对铝/镁异种合金搅拌摩擦焊竖向压力、组织和性能的影响

对1060铝和AZ31B镁合金进行了铝/镁异种搅拌摩擦对接焊试验,采用三分量切削力测试系统研究了不同焊接速度下的竖向压力。采用电子万能试验机进行了接头拉伸性能测试,使用光学显微镜、扫描电子显微镜分别观察了接头组织和拉伸断口形貌。结果表明,焊接速度变化引起竖向压力变化,而该压力对焊缝表面成形具有重要的影响,当焊接速度为110 mm/min时,竖向压力波动小,焊缝表面成形良好。焊接速度对接头的材料流动和晶粒尺寸也有重要影响,焊接速度为110 mm/min时,接头焊核区铝/镁界面组织具有良好的机械互锁效应,晶粒细小且均匀。随着焊接速度增加,接头抗拉强度和伸长率先升高后降低,在焊接速度为110 mm/min时接头力学性能最好,抗拉强度和伸长率分别为96.5 MPa和4.2%,断裂方式为脆韧混合断裂。

表面微织构铝合金在不同对摩角度下的减摩抗磨特性

铝合金是指以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金,具有良好的导电、导热、耐腐蚀、铸造性能、塑性加工性能等特征,是研发与制造先进工业设备(如航天构件、发动机等)的重要材料。基于材料应用角度分析,铝合金主要品类为铝铜合金、铝锌合金、铝镁合金、铝硅合金、铝镁合金、铝锰合金等,在市场上大部分光伏组件中的使用率高达93.3%、汽车车身架构中的使用率高达96.4%、民用客机中的使用率高达70%,应用领域之广泛、应用率之高,并且许多细分范畴下的特殊铝合金材料也属于铝镁合金、铝硅合金、铝镁合金等的改型产物,截至目前,“铝合金材料家族”成员已发展出多个系列,其性能也并不断向高可塑性、高模量化、高损伤容限的方向发展。

5059铝镁合金TIG焊接接头组织性能研究

通过开展5059铝镁合金4 mm自动TIG焊对比试验,当热输入为13.8 kJ/cm时,焊缝组织为尺寸较大的等轴晶组织,晶内呈树支状生长,平均晶粒度约为2.56级,焊缝区域能谱(EDS)发现第二相含有7.78%Mg、9.20%Mn,接头的抗拉强度低于330 MPa。当降低热输入为12.5 kJ/cm时,通过调整焊接压力架工装的工作状态,保证焊接试板有效压紧,提高焊缝冷却速度,焊缝组织为尺寸较小的等轴晶组织,呈条状规则排列,平均晶粒度约为4.91级,焊缝区域能谱(EDS)发现第二相含有11.10%Mg、8.86%Mn,接头中形成含有Mg、Mn的金属化合物强化相,弥散地分布在铝基体中,且Mg、Mn元素含量较高,焊缝区显微硬度可达到基材显微硬度的90%以上,接头的抗拉强度满足规定值(大于330 MPa)。

废弃铝镁合金粉尘与水产氢反应的机理及影响因素

为降低湿式除尘过程中氢气爆炸的风险,使用氢气产量测试仪分析了合金粉尘颗粒的粒径及镁含量(质量分数,下同)对铝镁合金粉尘与水产氢规律的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)探究了其产氢反应的机理.结果表明:铝镁合金颗粒进入水中后,会与水发生产氢反应;当合金粉尘颗粒的镁含量越高且粒径越大时,镁的吸氢作用越强,聚集在颗粒周围的MgH2也变多,会阻碍水进入颗粒,使产氢速度下降;当合金粉尘颗粒的镁含量越低且粒径越小时,镁的吸氢作用越弱,形成的MgH2减少,阻碍也变小,产氢速度明显上升.本研究可为铝镁合金粉尘作业场所预防氢气爆炸事故提供相关的理论指导.