反应时间对LY12铝合金微弧氧化膜层组织及性能的影响

在K2ZrF6电解液体系中,利用微弧氧化方法在LY12铝合金表面制备了氧化锆陶瓷膜．结果表明,膜层主要由t-ZrO2、m-ZrO2组成,还含有少量的γ-Al2O3和KZr2(PO4)3．随着反应时间的延长,膜层晶相物质的含量增多;膜层表面粗糙度增大,致密性提高;膜层的厚度近似线性增加,硬度增大,耐腐蚀性提高,抗热震性减弱．磨损实验表明,带有氧化锆陶瓷膜的试样耐磨损性能大幅度提高,铝合金的摩擦系数约为膜层的2／3,随着反应时间的延长膜层的磨损量先降低后升高,摩擦系数减小．

环氧树脂涂覆LY12铝合金在NaCl溶液中的阻抗模型

分别研究了裸LY12铝合金及涂覆环氧树脂涂层后合金在3.5%NaCl溶液中的电化学阻抗谱(EIS).结果表明,LY12铝合金在点蚀电位以下阻抗谱上出现两个容抗弧,高频段对应Cl-参与的成膜阻抗,低频段对应铝阳极溶解的电化学反应阻抗.合金发生点蚀后出现低频感抗弧.合金/电极在NaCl溶液中先发生涂层吸水,当水及O2抵达基体后建立起电化学反应界面,合金遭受腐蚀;受涂层阻挡的影响,腐蚀产物的扩散逐渐成为控制步骤;当扩散速度较慢的Cl-抵达涂层/金属界面后,与界面处聚集的腐蚀产物间发生化学反应,完成成膜过程,阻抗谱上出现盐膜的阻抗,而扩散阻抗消失.提出了不同浸泡失效阶段涂层电极体系的阻抗模型.

LY12铝合金表面电化学沉积制备DTMS硅烷膜及其耐蚀性研究

采用电化学技术在LY12铝合金表面沉积制备了十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)膜.反射吸收红外光谱表明,DTMS硅烷试剂与铝合金基体表面发生了化学键合作用,生成—S iOA l键实现成膜.通过对膜覆盖电极在质量分数为3.5%的NaC l溶液中的电化学阻抗谱(EIS)测试结果表明,与开路电位下相比,采用阴极电位沉积方法得到硅烷膜的耐蚀性能有明显提高,且存在一个最佳“临界电位”,在此电位下沉积得到的硅烷膜具有最高的耐蚀性.扫描电镜观察结果表明,在“临界电位”下制备得到的硅烷膜的结构最致密.给出了硅烷膜覆盖电极的阻抗模型及相关参数的拟合结果.

LY12铝合金钼酸盐转化膜研究

利用浸渍法在LY12铝合金表面获得了深黄色的钼酸盐耐蚀转化膜。结果表明,本处理工艺简单,成膜速度快,铝合金的耐蚀性大为提高,具有较好的抗点腐蚀性能。扫描电镜(SEM)分析表明,膜的微观形态由大小不一的球形颗粒构成。X射线光电子能谱(XPS)实验表明,转化膜表层中钼主要以MoO2形式存在,并含有少量的MoO3,在膜的内层钼以正4价形式存在。并讨论了钼酸盐转化膜的成膜机理及耐蚀机理。

LY12铝合金摩擦塞焊接头组织分析

在介绍摩擦塞焊原理和优点的基础上,经过初步试验,分析了LY12铝合金摩擦塞焊接头的金相组织和硬度分布。结果表明,LY12铝合金摩擦塞焊接头明显分为五个区域,即母材、母材与塑化区Ⅰ过渡区、塑化区Ⅰ、塑化区Ⅰ和塑化区Ⅱ之间的过渡区、塑化区Ⅱ。其中塑化区Ⅰ和塑化区Ⅱ的材料发生了强烈的变形和流动,但流动方式和变形方式不同;硬度分布则是从母材区开始,硬度值逐渐下降,在塑化区Ⅰ达到最低值,随后硬度值逐渐增大,在塑化区Ⅱ趋于稳定且与母材硬度值相当。

LY12铝合金环氧涂层在NaCl溶液中的吸水与失效

对LY12铝合金/环氧电极在NaCl溶液中于不同浸泡阶段的阻抗参数进行了解析.根据涂层电容值(Cc)随时间的变化看出涂层中水的扩散是通过“两段吸收”来进行的,通过浸泡初期lnCc-t0.5曲线上的线性段求得了水在涂层中的表观扩散系数值.根据电化学阻抗谱中Cl-参与成膜阻抗出现时间求得Cl-在环氧涂层中的扩散系数值为4.67×10^(-12)·cm2s-1.受涂层吸水的影响,涂层电容上升与涂层电阻下降主要发生在浸泡初期,而涂层电极开路电位(Eoc)值的变化贯穿整个浸泡过程.开路电位值经历4个变化阶段:在前期Eoc急剧上升,随后上升速度变缓,在中后期Eoc上升速率再次增大,在浸泡后期Eoc值开始下降,金属基体发生活化,涂层失效.实验表明,含Cl-盐膜的形成、生长及溶解等过程与Eoc间存在密切关系,在LY12铝合金/环氧体系的失效过程中起到关键作用.

LY12铝合金微弧氧化黑色陶瓷膜结构及耐腐蚀性研究

在多聚磷酸钠和含铬添加剂组成的电解液体系中,采用微弧氧化方法对LY12铝合金表面制备颜色均匀的黑色陶瓷膜。利用扫描电镜、X射线衍射仪和电化学分析仪研究了陶瓷膜结构、形貌和耐蚀性。陶瓷膜厚度随着反应时间的延长近似性线增加,添加剂具有增加陶瓷膜厚度的作用。膜层表面残留大量没有完全封闭的放电通道:沿陶瓷膜截面由内至外,黑色陶瓷膜的颜色逐渐变深,铬的含量增加,铝、铜的含量减少。含添加剂陶瓷膜由大量的α-Al_2O_3及少量的γ-Al_2O_3组成;不含添加剂陶瓷膜由γ-Al_2O_3组成,乳白色。陶瓷膜层试样的耐腐蚀性能要好于基体,含铬的黑色陶瓷膜耐腐蚀性能大幅度提高。

LY12铝合金表面有机-无机杂化膜的防腐性能研究

以乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPMS)和γ-环氧丙基醚基三甲氧基硅烷(GPMS)三种硅烷偶联剂为前驱体,制备了正硅酸乙酯(TEOS)改性的有机-无机杂化膜。采用动电位极化曲线测试了膜层的防腐性能,考察了TEOS含量对其的影响。以腐蚀电流为指标,比较了三种体系杂化膜的防腐能力。利用盐雾试验和电子扫描照片研究了杂化膜耐长久腐蚀行为。结果表明,杂化膜的存在有效地抑制了腐蚀反应的发生,VMS和MPMS膜层可使腐蚀电流减小300多倍。当TEOS含量为15%～20%(质量分数,下同)时,膜层的腐蚀电流最小。比较而言,VMS-TEOS膜层的耐蚀能力最强,GPMS-TEOS膜层最差。VMS膜层和VMS+20%TEOS膜层耐盐雾腐蚀的能力最强,总体来说,杂化膜耐长久腐蚀的能力较差。

纯铝和LY12铝合金微塑性成形性能评价试验研究

设计并加工直槽和V型槽两种微型模具, 使用工业半硬纯铝和 LY12 铝合金材料, 将成形筋高度和填充面积比作为评价参数, 分析模具槽宽尺寸、成形温度和摩擦条件对微塑性成形性能的影响, 借助 SEM对成形件进行形貌观察和分析。试验结果表明槽宽尺寸越小、成形温度越低坯料微塑性成形能力越差; 材料的塑性变形能力越好其微塑性成形性能越好。当槽宽尺寸小于100μm时填充比急剧减小, 表现出明显的尺寸效应。

LY12铝合金微弧氧化尺寸变化及膜层相组成

采用螺旋测微器并结合涡流测厚仪,研究了LY12铝合金微弧氧化过程中的尺寸变化。在质量浓度为100g/L的Na2SiO3溶液中,在电压为550V、电流为25A、氧化时间为75min条件下,获得了厚度为30μm的稳定的陶瓷膜层。采用X射线衍射仪及扫描电镜并结合能谱仪研究了膜层的相组成、形貌及元素分布;分析了膜层相组成的形成机理。研究表明,微弧氧化使试样尺寸变大、基体尺寸变小,膜层外延生长和基体损耗的厚度是等距离的。膜层是由膜层基体和大量的直径只有几微米的孔洞组成,主要包含O、Si和Al元素;组成相包含非晶相和晶相,非晶相包含Al2O3和SiO2,晶相为Al相。膜层显微硬度(HV)为2200。

高温升率下LY12铝合金拉伸破坏及其机理的研究

使用Gleeble15 0 0热力模拟实验系统研究了温升率及其历史对LY12铝合金拉伸破坏的影响 .对采用不同温升率加热到给定温度后的试件的拉伸试验表明 ,相同工作温度下经历较高温升率历史的试件的强度较低 ;以不同温升率对不同预载应力水平的试件快速加热直至破坏 ,发现预载应力相同时经历较高温升率试件的失效温度较低 .对试件断口附近材料金相组织的分析表明 ,当工作温度或预载应力水平相同时 ,较高温升率下材料的微缺陷明显增加 .高温升率造成的局部热失配及材料微观组织结构的损伤 ,不同温度、应力和时间下材料的再结晶程度等对材料的宏观本构行为及失效具有重要影响 .

筋板类LY12铝合金零件蠕变时效成形有限元分析

蠕变时效成形技术对于航空航天器件中大型复杂整体壁板类零件的制造具有独特优势,被认为是大型飞机特别重要的金属成形工艺之一。文章利用自行设计的工装,经试验确定了LY12铝合金的最佳蠕变时效成形温度;通过蠕变拉伸试验,得出LY12铝合金材料在最佳温度下的蠕变本构方程中的材料常数,并应用有限元软件ABAQUS分析了筋板类LY12铝合金零件的弯曲蠕变过程及回弹效应。

LY12铝合金表面双层稀土转化膜的研究

依据电化学阻抗谱评价了LY12铝合金表面双层稀土转化膜的抗腐蚀性能，膜的存在使材料的腐蚀电阻增大，腐蚀速率降低.利用扫描电镜（SEM）观察了稀土（REM）转化膜的表面形貌，膜是以不同尺寸的圆球状颗粒层铺满基体表面.利用X射线衍射（XRD）研究了膜的微观形态，发现膜以非晶态形式存在．利用X射线光电子能谱（XPS）和分析了膜的成分，膜是由铈的氧化物和氢氧化物组成．铈的价态呈三价和四价.

预变形对LY12铝合金板热处理后晶粒度的影响

为了制定合理的铝合金板多道次成形工艺,需确定每道次的粗晶临界应变.通过将单向拉伸试件拉伸到不同预应变,然后热处理测定晶粒度的方法,分别研究了不同预变形对退火和淬火热处理后LY12铝合金板晶粒度的影响.结果表明,不同预变形对退火热处理后晶粒度无影响;对淬火热处理后晶粒度影响显著,而且存在一个临界应变,当预应变大于该临界应变时,晶粒突然长大.对于包铝层,该临界应变小于0.8%;对于基体,该临界应变在4%左右.对于LY12铝合金板多道次成形工艺设计,退火前道次极限变形量的制定不需考虑粗晶影响,淬火前道次变形量的制定需考虑粗晶临界应变.

温升率对LY12铝合金拉伸响应特性的影响

使用 Ｇｌｅｅｂｌｅ １５００热力模拟实验机对经历不同温升率历史和实验温度条件下两种热处理初始态的 ＬＹ１２铝合金的拉伸特性和变形特点进行了系统的实验研究．结果表明，在相同的温度下，经历不同温升率历史的ＬＹ１２试件的力学性能存在明显的差别，随温升率的提高，试件的承载能力下降。

LY12铝合金表面黑色微弧氧化陶瓷膜的制备

为进一步提高铝合金表面黑色氧化膜的耐蚀性及装饰性,利用微弧氧化技术在LY12铝合金表面制备黑色陶瓷膜。在Na2SiO3-Na3PO4-NaOH组成的基础电解液中,依次加入主着色剂NH4VO3,辅助着色剂Na2WO4、KMnO4、Cu(CH3COO)2对LY12铝合金进行微弧氧化,研究正向电压、氧化时间对膜层颜色、粗糙度、厚度、附着力的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对微弧氧化膜层的表面及截面形貌,元素组成及物相进行分析。结果表明:在一定的微弧氧化工艺参数下,Na2SiO3-Na3PO4-NaOH基础电解液中制备的膜层呈白色;加入NH4VO3、Na2WO4、KMnO4、Cu(CH3COO)2后,得到了均匀的黑色微弧氧化膜;随着正向电压的增加,膜层黑色加深,粗糙度、厚度均增加,附着力先增加后减小;随着氧化时间的增加,膜层黑色加深,粗糙度先增加后减小而后又增加,厚度增加,附着力先增加后减小;黑色微弧氧化膜主要元素为Al、O、Si、V、Mn、Na、P、K、Cu,主要组成相为Al和Al2O3;黑色微弧氧化膜的腐蚀电流密度约为基体的1/2,腐蚀电位较基体的增加了0.2 V,提高了LY12铝合金的耐腐蚀性能。

LY12铝合金表面铈纳米膜的制备及显微组织特征

采用Sol-gel提拉法在LY12铝合金表面制备了铈的纳米膜。研究了成膜的最佳工艺条件。试验结果表明,处理溶液中铈的起始浓度、焙烧温度等都是影响膜质量的因素。在焙烧温度为400℃,铈的起始浓度为30g/L的条件下,可获得均匀,重复性好的膜。XPS测试结果证明了膜的主要成分为铈的氧化物,利用XRD测试结果估算出膜中的铈的粒径为10纳米。扫描电镜的结果指出了焙烧温度高低对膜层表面结构特征的影响。

LY12铝合金电解着黑色方法及机理的研究

为了解决LY12铝合金电解着黑色存在的着变色和掉色问题,研究了LY12铝合金电解着黑色的工艺方法,观察了电解着黑色膜层的形貌,分析了膜层表面的成分,并用线性电位扫描法和循环伏安法探讨了电极反应过程中金属离子的电化学反应行为。结果表明,LY12铝合金在NiSO4-SnSO4盐溶液中电解着色能得到黑色膜层,元素镍和锡沉积于氧化膜孔内,其沉积反应过程为扩散控制。

LY12铝合金表面有机-无机杂化膜特性研究

作为一种有机-无机杂化材料,倍半硅氧烷(SSO)近年来被发现其具有良好的防腐性能,并有望成为传统的防腐材料-铬酸盐转化膜的替代物.本文用乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)通过溶胶凝胶法制得了SSO,并涂敷于LY12铝合金表面.用(EIS)对不同水解时间下制得的VMS膜层的结构进行了表征.水解3d所获得的VMS在不同固化时间下的EIS谱图上出现了一个新的时间常数,证实了在VMS膜层与铝合金基体之间产生了一个新的中间层.根据实际的可能性,该层包含A l-O-S i,膜层与基体以化学键合;然而,完全水解的VMS膜层的EIS谱图中没有这个新的时间常数.不同水解时间的VMS膜层的EIS谱图表明为获得致密的膜层且与基体间以化学键合,VMS需在本文反应条件下水解3d.

双极性微弧氧化脉冲电源加工LY12铝合金工艺试验研究

利用自行研制的双极性微弧氧化脉冲电源对LY12铝合金进行了微弧氧化加工试验研究,并对不同形式的脉冲——正脉冲、正负交变脉冲以及正向正弦波脉冲加工生成的氧化陶瓷膜进行了膜厚度和膜硬度的比较。研究发现,同单纯的正向脉冲电源和正向正弦波脉动电源加工的工件相比,用双极性微弧氧化脉冲电源加工的工件氧化陶瓷膜的厚度大,与基体的结合紧密,膜的硬度高,说明双极性微弧氧化脉冲电源具有较好的成膜特性,并对双极性脉冲电源中负脉冲对生成氧化膜的作用机理进行了分析。