镁钢异种材料TIG熔钎焊接接头力学性能分析

采用交流TIG焊对AZ31B镁合金和镀锌钢异种材料进行了搭接熔钎焊的研究,通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,并采用拉剪试验机测试了不同工艺参数下接头的力学性能.结果表明：TIG焊是一种适用于镁合金和镀锌钢异种材料连接的有效方法,镀锌钢表面的Zn能使熔化的镁合金很好的润湿并与镀锌钢作用,使得镁-钢能形成较为理想的搭接接头.焊接速度65 mm/min,焊接电流50A,保护气体流量为15 L/min时接头拉剪强度可达154.73 MPa;最佳参数范围为：焊接电流40 ～60A,焊接速度60～ 70 mm/min.

侧向挤压在镁钢复合棒生产中的运用

简要介绍了侧向挤压的原理、特点及其与正挤压、反挤压比较的优缺点。通过对镁钢复合棒的侧向挤压实验 ,了解侧向挤压的金属变形过程 ,并进行了变形区与镁钢复合棒成品的金相组织观察 ,以及成品显微硬度测量。结果证明了侧向挤压的优点 ,即可以进行大直径芯线的包覆 ,避免了正挤压时芯材必须弯曲的缺点。对侧向挤压制品的金相观察和显微硬度检测证明焊合区性能良好 ,与基体无甚差别 ,取得了良好结果。

镁钢保护层在供热管网工程中的应用

镁钢保护层可根据现场管道保温长度提前进行预制,不受现场条件制约,施工简单,现场易操作;具有施工速度快,劳动强度低,节省人工,机械强度好,外形美观等优点;能够保证质量,经济适用,节能安全。

镁钢电偶腐蚀行为分析及防腐措施研究

以乘用车镁合金后背门为研究对象,利用有限元软件COMSOL Multiphysics建立镁钢异种材料电偶腐蚀模型,模拟其电偶腐蚀行为,并结合电化学测试及腐蚀形貌结果分析镁钢腐蚀机理,同时结合腐蚀机理制定了4种电偶腐蚀防护措施,包括降低电解液浓度、镁合金表面处理、减小阴极面积及镁钢之间添加铝合金过渡层,通过这4种防腐方法可有效抑制镁钢间的电偶腐蚀。

桐庐县：环保镁钢专利生产技术列入国家标准

杭州岩珊镁钢保护层有限公司的环保镁钢保温防雨保护层专利技术被列入国家绝热工程施工标准新增项目。

镀锌层和焊接速度对镁/钢MIG焊接头微观组织的影响

以MIG电弧作为热源,分别对AZ31镁合金/Q235低碳钢与AZ31镁合金/DX51D镀锌钢进行连接。通过改变焊接速度,研究其对AZ31/Q235、AZ31/DX51D焊接接头焊缝成形、微观组织及硬度分布的影响,并揭示镀锌层的影响机理。结果表明:当焊接速度分别为10、15 mm/s时,AZ31/Q235接头、AZ31/DX51D接头的焊缝成形较好。随着焊接速度的降低,AZ31/DX51D接头焊缝处析出更多的β-Al_(12)Mg_(17)相,界面层厚度增加。AZ31/DX51D接头界面结合较好,而AZ31/Q235接头界面出现未熔合、开裂等现象,这说明镀锌层有效促进了镁/钢界面的冶金结合。AZ31/DX51D接头界面处的硬度值最高达到250 HV,高于AZ31/Q235接头界面处硬度值。

不同铝热剂对镁/钢点焊接头组织和性能的影响

采用粉末铝热剂介入型电阻点焊技术,研究了不同铝热剂粉末(Al+Fe_2O_3,Al+Cr_2O_3和Al+CuO)对电阻点焊显微组织和力学性能的影响.结果表明,镁/钢点焊接头主要由熔核区(FZ),热影响区(HAZ)和母材(BM)组成.镁合金一侧熔核主要由胞状树枝晶和等轴晶/等轴树枝晶组成,在熔核边缘具有明显的联生结晶特点,且晶体生长方向近似垂直于熔合线.由于铝热剂降低了熔核中心周围区域温度梯度,并可以作为异质形核点,从而促进等轴树枝晶的形核和长大.添加铝热剂Al+Fe_2O_3,Al+Cr_2O_3和Al+CuO后,点焊接头的拉剪强度分别比直接点焊接头提高了16.4%,34.6%和31.3%.

镀锌钢表面状态对镁/镀锌钢MIG焊焊接性的影响

镁/镀锌钢复合结构件设计和使用可有效降低结构和车身质量,是汽车轻量化发展的热门研究方向之一。为了揭示镁/镀锌钢MIG焊中镀锌层的作用,通过对比未处理、硝酸腐蚀、机械打磨3种镀锌钢表面状态所得MIG焊接头的焊缝成形、界面组织、显微硬度和耐蚀性,开展了镀锌钢表面状态对镁/镀锌钢MIG焊焊接性的影响的研究。研究结果表明:镀锌层的存在有利于改善液态镁合金在钢表面的润湿铺展性,有利于界面区的氧化物夹杂的溢出,促进界面反应进行和界面过渡层的形成,且部分Zn元素可进入焊缝区参与焊缝合金化,因此镀锌钢未处理时所得接头焊缝成形美观,界面过渡层均匀连续,无焊接缺陷产生,焊缝区硬度升高,界面区耐蚀性最佳。在此基础上建立了镁/镀锌钢MIG焊中镀锌层的作用模型,可为揭示镁/镀锌钢焊接机理、改善镁/镀锌钢焊接性,以及提高镁/镀锌钢焊接质量提供一定的理论支持,具有重要的研究意义和应用价值。

汽车用镁/钢异种金属焊接接头的组织与性能研究

以Ni箔为中间层材料,对汽车用AZ31合金和304不锈钢进行了扩散焊接处理,研究了不同焊接温度和焊接保温时间下的焊接接头的显微组织和物相组成变化,并对不同保温时间下的焊接接头扩散层显微硬度和剪切强度进行了分析。结果表明,AZ31/Ni/304焊接头界面可分为靠近304不锈钢扩散层、共晶层、白色块状化合物层和AZ31合金基体渗透层;随着焊接温度的逐渐升高,扩散层的整体厚度呈现逐渐减小的趋势;随着焊接保温时间的延长,焊接扩散层厚度先增加而后降低;在整个焊接接头界面中,白色块状Mg-Ni-Al三元金属间化合物层的显微硬度最高,且当保温时间为20 min时取得最大值269 HV;AZ31/Ni/304焊接头的剪切强度随着保温时间的延长呈先增加而后降低的趋势,在保温时间为20 min时取得剪切强度最大值。

双相钢/镁合金添加Sn箔激光热传导焊及数值模拟

采用光纤激光器作为焊接热源,对1.4 mm厚DP600双相钢和1.8 mm厚AZ31镁合金平板试件进行钢上、镁下搭接、钢/镁层间添加Sn箔的激光热传导焊试验,通过试验调整优化焊接工艺参数,获得最佳焊缝成形,采用卧式金相显微镜、带有能谱仪(EDS)的扫描电镜、X射线衍射仪(XRD)等观察添加Sn箔钢/镁接头的显微组织、界面元素分布和相结构组成;利用ANSYS有限元软件,考虑材料物性参数的温度相关性、初始条件、边界条件等因素影响,建立钢/镁异种金属激光焊接非线性三维传导有限元模型,模拟计算钢/镁焊接接头的温度场分布。结果表明:添加Sn箔可实现钢/镁之间的有效连接,焊接模式为激光热传导焊,模拟计算获得熔池形状、尺寸与实际焊缝基本吻合,验证采用高斯体热源模型用于模拟双相钢/镁合金焊接接头温度场的合理性;由于添加Sn箔减缓从上层钢板向下层镁合金的热量传递,起到一定程度的隔热效果,利于熔沸点差异大的钢、镁同时熔化,此外上层钢侧冷却速度降低,延长钢板与Sn箔中Fe、Sn元素的相互扩散时间,导致钢/镁界面中钢侧过渡区域生成FeSn、Fe_(1.3)Sn、Fe_3Sn等Fe-Sn相,镁侧过渡区域生成Mg_2Sn相。因此,添加Sn箔有助实现双相钢/镁合金异种金属的有效连接。

双羟基廿二酸对钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响

采用SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以双羟基廿二酸(DHDA)为添加剂时对GCr15钢-AZ91D镁摩擦副抗磨减摩性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)观察分析镁合金块磨斑表面的形貌,同时通过对镁合金磨痕进行X射线光电子能谱(XPS)分析,探讨了双羟基廿二酸润滑添加剂的抗磨减摩机理。结果表明,双羟基廿二酸润滑添加剂在菜籽油中具有优良的抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链脂肪酸分子在摩擦表面吸附或发生摩擦化学反应形成了摩擦聚酯膜、氧化镁膜或镁皂共同组成的起抗磨作用的润滑膜。

硼化蓖麻油润滑添加剂对钢-钢和钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响

在蓖麻油(CO)分子中引入硼,制备了一种新型环境友好润滑添加剂(BCO),并利用红外光谱对其主要官能团进行表征。通过四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油、以BCO为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-镁摩擦副抗磨减摩性能的影响;用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时通过对镁合金磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了BCO添加剂的抗磨减摩机理。结果表明,BCO添加剂在菜籽油中具有优良的极压抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链蓖麻油分子的载体作用、硼的缺电子性以及二者的协同作用与摩擦金属表面形成了一层高强度的吸附膜和/或摩擦化学反应膜。

镁合金-钢异种材料熔化焊研究现状

镁合金-钢异种金属复合结构具有巨大的使用价值,特别是在船舶、汽车、航空航天等领域。由于镁与钢熔沸点差异巨大,Mg在Fe中不固溶,无法形成固溶体和金属间化合物等,因此,镁合金-钢异种金属熔化焊还存在较多问题。本文从镁合金-钢的焊接性与实现焊接的总体要求这两个角度出发,对镁合金-钢异种金属熔化焊的研究现状进行了讨论。重点分析了电弧、激光、电弧-激光复合焊在焊接镁合金与钢时的优点与不足,并针对不足提出了工艺改进方法。从目前镁合金-钢异种金属焊接中存在的问题和未来发展的趋势出发,总结出了今后镁合金-钢熔化焊的重点内容。

退火处理对轧制结合镁/铝/钢复合板组织及力学性能的影响

组装了304奥氏体不锈钢/1060铝/AZ31镁/1060铝/304不锈钢5层复合板坯,采用加热轧制复合的方法制得了包覆不锈钢的镁基层合板。研究了不同轧制下压量对复合板材拉伸性能的影响以及后续热处理对复合板材拉伸性能和显微组织的影响。结果表明,不同下压量层合板的拉伸曲线呈现出不同的下降趋势。当下压量为39%时,层合板具有最优的力学性能。对39%下压量的层合板进行不同温度的后续退火处理后,层合板的抗拉强度先上升后下降,屈服强度下降,伸长率先快速上升,然后下降,最后趋于稳定。退火后镁层组织发生明显变化,由大变形晶粒、孪晶和动态再结晶的组合形貌演变为均匀的等轴状晶粒。

锌镁合金覆层钢和锌包钢土壤模拟溶液试验与埋片试验的相关性研究

采用土壤模拟溶液试验和埋片试验研究了锌镁合金覆层钢和锌包钢的腐蚀行为,并分析了其相关性。腐蚀行为分析表明:在南昌、武汉、成都、天津四个腐蚀环境中,利用土壤模拟溶液极化试验(试验周期极短)、土壤模拟溶液浸泡试验(试验周期为30 d)和埋片试验(试验周期为1a)三种试验方法,锌镁合金覆层钢的耐腐蚀性能均强于锌包钢,且土壤模拟溶液试验对锌镁合金覆层钢和锌包钢的腐蚀性强于埋片试验。相关性分析表明:锌镁合金覆层钢和锌包钢2种接地材料利用土壤模拟溶液试验与埋片试验在南昌、成都、天津和武汉四个地区的腐蚀大小顺序均为一致。说明其相关性非常强,针对锌镁合金覆层钢和锌包钢两种接地材料,利用土壤模拟溶液试验可较快速的比较其在四种地区的腐蚀性强弱。

镁处理船板钢热循环过程中组织的细化机制研究

为了研究镁处理船板钢在热循环过程中组织细化的机制以及第二相粒子析出的规律,采用高温激光共聚焦显微镜(CLSM)对镁处理船板钢的热循环过程中显微组织的变化进行动态原位观察,并通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和金相显微镜(OM)研究不同冷却速率下诱发IAF的夹杂物演变规律。并从错配度的角度,分析IAF在夹杂物上的形核机制。结果表明:试验条件下,镁处理试验钢中的钉扎粒子能够有效抑制奥氏体晶粒的粗化,并且在降温阶段,钢中夹杂物能够诱发出IAF,有效细化组织。对于试验钢而言,降温速率为5℃/s时,夹杂物对IAF的诱发效果最佳。能够诱发IAF的夹杂物的核心是在钢液脱氧合金化过程中形成,夹杂物表面的MnS是在焊接热循环过程中二次析出附着于复合夹杂物表面,这也从理论上验证了夹杂物的扫描电镜分析结果。

AZ91D镁合金/Q345钢MIG焊对接接头组织与力学性能研究

采用熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG）方法对AZ91D合金/Q345钢异种金属进行了焊接,研究了焊接电流和焊接速度对接头显微组织和抗拉强度的影响。结果表明在不同的焊接电流和焊接速度下焊缝区都为α-Mg等轴晶,AZ91D侧熔合区组织为晶粒尺寸不均的α-Mg晶粒,整体晶粒尺寸较为细小,而热影响区的晶粒尺寸较为粗大。在AZ91D/Q345接头连接处形成一定厚度的过渡层。随着焊接电流的增加,焊接接头晶粒尺寸逐渐增大,抗拉强度呈现先增加而后略降低的趋势;随着焊接速度的增加,焊接接头晶粒尺寸减小,异种金属焊接接头的抗拉强度也呈现先略增加而后降低的特征。

预镀锌铝镁合金护栏在高速公路上的应用

预镀锌铝镁合金护栏,不仅大幅提高了护栏的耐腐蚀性、抗磨性等使用寿命,而且机械加工性能优异、绿色环保,性价比较高,具有较大的实用价值,符合可持续性发展的原则。

Friction and wear performances of magnesium alloy against steel under lubrication of rapeseed oil with S-containing additive

A S-containing additive, sulfuration modified rapeseed oil （named as SRO）, was prepared by chemical modification of rapeseed oil with sulfur compounds. The results indicate that the friction and wear of the magnesium alloy-steel tribomates could be effectively reduced by formulating SRO into rapeseed oil lubricant. The friction coefficients and the wear volumes of magnesium alloy decrease with increasing contents of SRO. The surface lubricated with SRO-doped rapeseed oil was characterized by less wear as compared with that lubricated with neat rapeseed oil. The enhanced anti-wear and friction-reducing abilities of rapeseed oil by SRO in the lubrication of magnesium alloy against steel were ascribed to the formation of a composite boundary lubrication film due to the strong adsorption of SRO and rapeseed oil onto the lubricated surfaces and their tribochemical reactions with magnesium alloy.

Cu对镁合金/双相钢激光深熔焊组织及力学性能影响

采用纯Cu粉末作为中间层,开展镁合金(AZ31B)和冷轧热镀锌钢(DP590)激光搭接深熔焊,对镁/钢非互溶不反应焊接体系进行调控。主要研究了纯Cu粉末对镁合金/钢激光搭接深熔焊接接头的焊缝成形、组织、元素分布以及力学性能的影响。结果表明,相比镁合金/钢直接焊接,Cu元素的加入能够降低焊接时熔融态Mg的蒸气压,提高焊接过程中的稳定性,减少飞溅和凹坑等焊接缺陷,改善焊缝成形;此外,Cu能够降低Fe-Al金属间化合物的反应温度,使Fe,Al和Mg这3种元素在液态下共存,促进镁/钢界面处生成均匀连续的Fe-Al中间层,同时也能在镁/钢界面处抑制影响接头力学性能的MgZn生成;Cu粉的加入有效提升了接头的力学性能,接头的抗拉剪力达到72.8 N·mm^(-1),相比镁合金/钢直接焊接的接头力学性能提升17%。