钢基表面热镀锌镁合金镀层及其耐蚀性能研究

采用电解活化助镀剂法在A3钢基表面制得了镁含量为0.3%～2.0%(质量分数,下同)的热镀锌镁合金镀层,对各种成分的锌镁合金镀层进行了电化学测试和中性盐雾实验,并通过电子扫描显微镜观察了镀层的表面形貌.结果表明,在镁含量小于2%的范围内,随着镁含量的增大,热镀锌镁合金镀层的耐蚀性能逐渐提高,但提高的幅度逐渐降低;随着镁含量的增大,镀层晶粒不断细化,组织结构趋于均匀;镁元素主要分布于晶界,起到细化晶粒的作用.

富铈混合稀土对ZA155高锌镁合金组织和力学性能的影响

采用常规铸造方法,向ZA155高锌镁合金熔体中加入适量富铈混合稀土获得了稀土合金化的高锌镁合金。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)/能量散射光谱(EDS)、硬度、冲击韧度以及拉伸性能测试等分析手段研究了混合稀土对高锌镁合金组织与力学性能的影响。结果表明:加入混合稀土后形成高熔点、高热稳定性的针状稀土化合物相(Mg3Al4Zn2RE),改善晶界相的分布状态,阻止晶粒长大,细化结晶组织,提高常高温力学性能。当加入1.5%的混合稀土时,ZA155高锌镁合金室温抗拉强度达到峰值时为203 MPa,比变质前提高了21%,冲击韧度达到峰值时为4.50 J/cm2,比变质前提高了50%。

锌镁比对7085铝合金时效组织演变的影响

通过硬度和电导率测试,结合金相显微分析、透射电镜微观组织观察和DSC分析,研究了Zn/Mg比对7085铝合金120℃单级时效的影响。结果表明,120℃时效时,不同Zn/Mg比值的7085铝合金分别在4 h和26 h到达GP区和η'相强化的2个峰值,但Zn/Mg=7.27的合金两个时效峰值时间较Zn/Mg=5.84的合金略微提前。微观组织观察表明,时效4 h后Zn/Mg=7.27的合金晶内已经有较多粗大的沉淀相(5～10 nm)析出,衍射斑点显示这些较大沉淀相为η'相,而在Zn/Mg=5.84的合金内则较少发现。细小的GP区的减少以及较大η'相的析出,降低了第二相粒子对合金的强化效果。DSC结果也表明,Zn/Mg=7.27的合金的GP区和η'相的析出温度都较Zn/Mg=5.84稍微降低。

尿素水热法制备锌镁铝多元水滑石及形成机理

采用尿素水热法合成了锌镁铝多元水滑石Zn Mg Al-CO3LDHs。讨论了反应温度、反应时间、尿素用量、投料比对合成产物的影响,并探索了Zn Mg Al-CO3LDHs的形成机理。用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对合成产物进行了表征。研究表明:控制体系中n(M2+)∶n(M3+)=2∶1、n(尿素)∶[n(M2+)+n(M3+)]≥2∶1、反应温度为120℃、反应时间为48 h,可以获得晶形好、板层结构显著、晶相单一且高度分散的优质锌镁铝水滑石;锌镁铝水滑石的形成机理可以概括为尿素水解、碳酸锌沉淀、氢氧化铝沉淀、氢氧化锌及氢氧化镁沉淀、水解、沉淀成核、水滑石纳米片堆积、晶粒生长、晶体形成几个阶段;锌镁铝水滑石形貌转变过程可以概括为球形粒子、玫瑰花状、六方片状几个过程。

铝锌镁铜锆钪合金型材的组织和性能

采用光学显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射仪、透射电镜及拉伸试验机等手段,研究了新型铝锌镁铜锆钪合金经挤压变形及双级时效处理后型材的组织和性能。结果表明:该合金型材双级时效后的抗拉强度为540 MPa,屈服强度为507 MPa,伸长率为11.1%,电导率为41.7%IACS;添加微量元素钪后,合金型材在伸长率和电导率相当的情况下,抗拉强度和屈服强度分别提高了4.5%和4.7%;钪主要以Al3(Sc,Zr)相形式存在,Al3(Sc,Zr)相可以显著细化合金的晶粒和阻碍合金的回复再结晶行为,并且有效抑制晶界无析出带的出现和晶界沉淀相的粗化;另外,在合金中发现了由铝、铜和钪三种元素形成的W相。

锌镁含量对Al-Zn-Mg-Cu高强铝合金组织和性能的影响

采用硬度测试、室温拉伸性能测试、光学显微镜、扫描电镜及透射电镜等方法研究了锌镁元素含量对Al-3Zn-4.5Mg-1Cu、Al-4Zn-3.5Mg-1Cu和Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu 3种高强铝合金挤压棒材的显微组织、时效硬化行为和力学性能的影响。结果表明,Al-4.5Zn-3.5Mg-1Cu合金的时效硬化效果最显著,经120℃×24 h时效后维氏硬度达183 HV3,抗拉强度达617 MPa,屈服强度为590 MPa,伸长率为10.2%。Zn元素含量或Zn/Mg比值升高增加了时效时沉淀强化相的密度,减小了其尺寸,从而提高了强化效果。

真空镀钢板锌镁合金防腐蚀镀层研究进展

锌镁合金是一种新兴的钢铁保护性镀层,具有比纯镀锌钢板更优异的防腐蚀性能。本文综述了近年来国内外真空镀制备锌镁合金镀层的研究进展,表明相对于传统的湿法电镀和热浸镀,真空镀得到的镀层具有优良的附着力、致密度、可加工性和耐腐蚀性,因此真空镀成为一种很有竞争力和发展前途的制备工艺,具有独特的优势,可望率先实现产业化。

铝锌镁钪锆合金搅拌摩擦焊接头组织与性能

通过对铝锌镁钪锆合金热轧板进行搅拌摩擦焊接试验，对合金焊接接头的力学性能和焊接接头各个区域的微观组织进行了分析．结果表明，沿焊接接头焊缝横截面的显微硬度呈W形分布，硬度最高处位于焊核区，硬度最低处位于距焊缝中心12mm的热影响区，焊接接头焊接系数达到0．90；焊核区大小为1～2μm的再结晶等轴晶粒，基材中的析出相被破碎和部分溶解为细小的圆颗粒；热机影响区的晶粒发生了强烈的弯曲变形，晶内析出相由片状转变为短棒状；热影响区的晶粒发生了明显长大，析出相也明显粗化；焊接接头拉伸断口都发生在热影响区内．

锌镁合金防腐蚀镀层的制备工艺研究进展

作为一种新型的锌基钢板保护层,锌镁合金得到了越来越多的关注。综述了近年来锌镁合金镀层制备技术的研究进展,指出锌镁合金镀层具有比镀锌钢板更优异的防腐蚀性能。阐述和分析了电镀、热浸镀和真空镀等各种锌镁合金镀层的制备技术。

均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响

采用电导率测试、室温拉伸性能测试、扫描电镜和透射电镜分析等方法,研究了不同的均匀化处理对铝锌镁钪合金组织和性能的影响。结果表明:铸态铝锌镁钪合金为过饱和固溶体,合金元素在晶界偏析,形成了富锌、镁的非平衡共晶T相和富铁、硅、锰的杂质相;当均匀化温度为350℃,过饱和基体析出平衡相η-MgZn2;随着均匀化温度的升高,非平衡共晶T相逐渐溶入基体,电导率下降,晶内析出大量Al3(Sc,Zr)粒子,合金的热加工性能提高;470℃×12h是试验合金较适宜的均匀化制度。

含钪铝锌镁合金铸锭和均匀化显微组织研究

采用金相显微镜、差示扫描量热仪、扫描电镜及其能谱仪研究了Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.25Cu-0.1Zr和Al-5.4Zn-2.0Mg-0.3Mn-0.35Cu-0.1Zr-0.25Sc两种合金的铸态及均匀化态显微组织演变与成分分布。结果表明:铸态组织以典型的枝晶结构存在,由过饱和的α-Al固溶体和α-Al+η-MgZn2的非平衡共晶相组成;铸态合金在470℃保温24 h,非平衡共晶相消失,合金枝晶偏析消除。确定合金铸锭的理想均匀化工艺参数为470℃×24 h。

钛酸锌镁陶瓷六方钛铁矿相热稳定性研究

通过XRD ,DTA ,光学显微技术系统研究了 (Zn1 xMgx)TiO3(x=0 1～ 0 4 ) (缩写为ZTM)陶瓷六方钛铁矿结构的热稳定性和相分解反应。实验发现 ,MgO可在宽广烧结温度范围内稳定钛铁矿六方相。但超过合适的烧结温度 ,x<0 2时 ,六方相 (Zn ,Mg)TiO3就会分解为 (Zn,Mg) 2 TiO4 和金红石 ;x >0 2时 ,六方相 (Zn,Mg)TiO3分解为 (Zn ,Mg) 2 TiO4 和 (Zn ,Mg) 2 Ti3O8。

钢板锌镁镀层制备及退火工艺对锌镁合金化的影响

钢板表面的锌镁合金镀层可以提高其耐腐蚀性能,而锌镁金属间化合物MgZn2和Mg2Zn11的形成可能是耐腐蚀性能提高的主要因素。本文在镀锌钢板表面采用真空热蒸发镀镁,并由快速退火工艺形成锌镁合金镀层,进而研究退火条件对形成锌镁合金镀层的影响,即通过改变退火温度和时间,得到不同的合金成分,然后通过X射线衍射分析退火条件对合金成分的影响。研究表明,退火温度较低时,不会形成锌镁合金;退火温度越高,形成的锌镁合金相越多,合金化程度越高;退火温度过高会导致铁锌合金相生成。退火时间对合金化也有类似规律。

铝锌镁钪合金铸锭均匀化和基于BP神经网络的铸锭均匀化性能预测

采用硬度、电导率测量和X射线物相分析技术研究了铝锌镁钪合金铸锭均匀化处理过程中组织和性能的变化规律,结果表明,铸态合金过饱和程度高,合金电导率较低而硬度较高;铸锭均匀化处理过程中,随均匀化温度升高,T相先大量析出后逐渐回溶入固溶体基体,基体固溶度先降后升,合金电导率先升后降,合金硬度则先降后升,更高温度均匀化,晶粒粗化,硬度又下降。在此基础上,运用Matlab神经网络工具箱进行BP神经网络设计,采用改进的BP网络Levenberg-Marquardt算法对权值和阈值进行训练,建立了铝锌镁钪合金均匀化工艺参数到性能预测的BP神经网络模型。实验验证结果表明,该模型计算值与实验值吻合精度高,泛化检测点电导率相对误差≤±0.23%,硬度相对误差≤±1.90%,可有效预测和分析均匀化工艺对铝锌镁钪合金性能的影响,为优化均匀化工艺、降低试验成本提供一种新方法。

含钪铝锌镁锆合金的热变形加工图及其应用

利用Gleeble-1500型热模拟试验机对含钪铝锌镁锆高强可焊铝合金进行热压缩试验,研究了该合金在热变形过程中的流变应力;在此基础上,基于动态材料模型以及PRASAD失稳判据,建立了合金的热变形加工图,并得出了合金的最佳热加工工艺参数。结果表明:试验合金的高温流变应力-应变曲线主要以动态回复和动态再结晶软化机制为特征,其流变行为可以用双曲正弦形式的本构方程来描述,其变形激活能为150.25kJ·mol-1;该合金适宜采用变形温度为360～400℃、应变速率为0.001～0.003s-1的热加工工艺。

高锌镁合金研究

研究了Zn ,Al含量对高锌镁合金的密度、显微组织和力学性能的影响。结果表明 ,含锌 (质量分数 ) 2 0 %～ 2 5 %、铝 5 %～ 10 %之间的镁合金的着火点高于 740℃ ,密度约为 2 .2g/cm3 ,可采用常规熔炼方法熔炼。该材料的强度σb 为 14 5～ 164MPa 。

铜镍硅锌镁合金的时效析出动力学

分析了时效温度（400~550 ℃）和时效时间（0~8 h）对铜镍硅锌镁合金导电率的影响，推导了导电率和新相析出率之间的关系，在此基础上，根据Avrami相变动力学经验方程推导出了试验合金在400~550 ℃时效时的相变动力学方程和导电率方程，并计算出该合金在不同温度下时效时的相变开始和结束时间。结果表明：在时效初期，试验合金的导电率迅速上升，之后趋于平缓；温度越高，时效相同时间后的导电率越高；导电率和新相析出率之间存在线性关系，可以用导电率的变化来间接反映相变过程；根据导电率方程计算得到的导电率与试验结果吻合；试验合金在500 ℃时效时的相变开始时间和结束时间最短，分别为0.34，7 083.23 s。

蒸发制备锌镁合金镀层中锌镁层的扩散研究

锌镁合金镀层是一种具有优异防腐蚀性能的新型钢板保护镀层,真空镀由于其优良的镀层性能正逐步发展为锌镁合金镀层的重要制备工艺。本文在镀锌钢板表面采用真空热蒸发镀镁,再由快速退火工艺形成锌镁合金镀层。通过X射线衍射、二次离子质谱和扫描电镜分析了在退火过程中锌、镁层的扩散过程,并通过盐雾试验和电化学测试研究扩散过程对锌镁合金镀层腐蚀性能的影响。研究发现:退火过程中镁快速向锌层扩散,并在锌层内一定深度处富集,而锌逐渐向镁层扩散,这种相互扩散形成了锌镁合金。同时铁也会向锌层扩散,形成锌铁合金。镁富集区具有扩散阻挡作用,阻止镁进一步向内扩散的同时也阻止铁向表面的扩散。腐蚀性能测试表明,370℃下退火60～120 s的样品具有较好防腐蚀性能。

加入Al-5Ti-B细化剂和Al-2Zr-Sc中间合金后铝锌镁合金的组织和拉伸性能

在单独或复合添加Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂的条件下对铝锌镁合金进行细化处理,研究了不同细化条件下铸态铝镁锌合金的显微组织和力学性能。结果表明:单独加入质量分数为0.4%的Al-2Zr-Sc中间合金或Al-5Ti-B细化剂都可以细化铝镁锌合金的晶粒,且加入Al-2Zr-Sc中间合金后有Al3(Sc,Zr)相析出,提高了合金的抗拉强度;复合添加质量分数均为0.2%的Al-2Zr-Sc中间合金和Al-5Ti-B细化剂后,晶粒的细化效果最优,相比于基体合金,平均晶粒尺寸减小了20μm,抗拉强度提高了32%,这主要是细晶强化和析出强化共同作用的结果;晶界处长杆状第二相的存在导致复合细化合金的伸长率比单独细化合金的低。

锌镁铝类水滑石的制备与表征研究

以锌、镁、铝的水合硝酸盐及尿素等为主要原料,通过水热合成法制备具有层状结构的锌镁铝类水滑石(ZnMgAl-HTLCs)。采用XRD、SEM、FT-IR及MP-AES等对样品的晶体结构、微观形貌、元素组成及材料表面性质等进行了表征分析。考察了锌的掺杂量、尿素浓度、二价三价金属离子比和溶剂等因素对水滑石结构及形貌的影响。结果表明,M^(2+)/M^(3+)为4.5∶1~6∶1,锌的掺入比例在10%~30%之间,尿素的浓度为0.54~0.61 mol/L,时间为24 h,可以得到结构单一和形貌较好的锌镁铝类水滑石。