稀土对镁合金AZ91D摩擦磨损性能的影响

研究了不同稀土含量对AZ91D镁合金摩擦磨损性能的影响，结果表明：在所研究的范围内，稀土镁合金的摩擦磨损特性明显优于基体合金，含与不含稀土镁合金的磨损速率都随载荷的增加而增加，磨损机制均发生了由轻微磨损向严重磨损的转变，稀土的加入细化了合金组织，改善了镁合金的综合性能，增强了磨损表面氧化膜的稳定性，提高了稀土镁合金的承载能力，有效地延迟了由轻微磨损向严重磨损的转变过程。     

阳极氧化AZ91D镁合金在氯化钠稀溶液中的腐蚀行为

利用盐雾实验、极化曲线扫描、电化学阻抗谱和电化学噪声技术等电化学研究方法结合扫描电镜表面观测技术对AZ91D镁合金氧化膜在1%(w)氯化钠溶液中的耐蚀性能进行了评价. 结果表明, 氧化前后的镁合金腐蚀行为发生明显改变, 如未封孔的阳极氧化膜耐中性5%氯化钠盐雾试验时间超过200 h; 氧化后的镁合金自腐蚀电位明显正移, 点蚀诱导期延长; 阳极氧化膜的高频阻抗约为裸露镁合金的数千倍, 这些变化证明阳极氧化处理使镁合金获取了十分优异的耐蚀性能. 首次利用分形维数Df的变化规律初步描述氧化后AZ91D镁合金的腐蚀过程. 可以发现随着浸泡时间的延长, Df呈现出初期快速增长, 随后出现波动, 最后稍有降低的变化过程. 这种现象对应于氧化后AZ91D 镁合金在1%氯化钠溶液中腐蚀的三个阶段.     

覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在氯化钠溶液中的极化行为

由于结构和成分的影响,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金的极化曲线有多种不同的表现形式.事实上,覆有微弧氧化涂层的AZ91D镁合金在NaCl溶液中的极化曲线行为不仅与涂层的主要组成和微观结构有关,也与极化曲线测试条件,如氯离子浓度、溶液pH值、阴极极化程度和样品的暴露面积有关,由于微弧氧化涂层的不稳定性,这些因素通过改变氧化涂层的组成和微观结构,继而影响极化曲线的形状.本文用傅里叶变换显微红外成像和对应的光学照片研究了氧化涂层的成分和结构的变化.结合物理表征,我们提出一个模型,用以阐明微弧氧化涂层组成和结构在NaCl溶液中的变化.对于浸泡在NaCl溶液中的AZ91D微弧氧化涂层,阳极溶解和阴极还原反应的速控步骤分别是传质过程和电荷转移过程.所以从极化曲线上拟合出来的腐蚀电流密度不能准确反映腐蚀速率,而且误差也难以避免.     

铈、钇在AZ91D镁合金中的存在形式及其作用

在AZ91D镁合金中添加稀土元素Ce和Y,研究了Ce,Y元素在铸态AZ91D镁合金中的存在形式以及对合金组织和性能的影响。结果表明,铸态AZ91D镁合金中加入的Ce,Y大部分形成Al4Ce和Al2Y化合物,少量剩余的Ce,Y部分取代Mg元素的位置,以代位固溶的形式固溶在α-Mg固溶体和β-Mg17Al12金属间化合物中;Ce,Y能够细化镁合金铸态组织的晶粒,使Mg17Al12相发生"断网"并减少其在组织中的相对比例;适量添加Ce,Y能够提高AZ91D镁合金铸态机械性能,其主要原因是Ce,Y的细晶作用、固溶强化作用、Al-RE相的第二相强化作用以及对Mg17Al12相强化作用的改善。     

镱对AZ91D镁合金显微组织和力学性能的影响

在Mg-9Al-1Zn合金的基础上添加不同质量分数的Yb, 制备了4种合金. 通过X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜及能谱分析仪等手段分析了Yb的添加对AZ91D显微组织和力学性能的影响. 结果表明: Yb的加入, 显著改变了AZ91D合金的铸态组织, 细化了β-Mg17Al12相, 且β-Mg17Al12脆性相由连续网状分布逐渐变为离散状, 同时晶界上出现了块状的Al11Yb3和点状Al6Mn4Yb化合物. 当Yb含量为1.0%时, 该合金具有最佳的综合力学性能, 抗拉强度达到194 MPa, 比AZ91D提高22%, 伸长率和硬度也随着Yb含量的增加而提高. 研究表明, 重稀土元素Yb在镁合金中显示出与轻稀土更相近的作用效果.     

(NaPO3)6对AZ91D镁合金微弧氧化陶瓷层电化学腐蚀特性的影响

在Na2SiO3-KOH电解液体系中添加一定量的(NaPO3)6, 利用微弧氧化(MAO)技术在AZ91D 镁合金表面制备了原位生长的陶瓷层. 采用动电位极化和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了添加(NaPO3)6前后, 制备的陶瓷层在3.5%(w) NaCl溶液中的室温电化学行为. 结果表明, 添加(NaPO3)6后, 陶瓷层的自腐蚀电位显著上升, 自腐蚀电流密度明显减小. 这主要是由于(NaPO3)6增加了反应过程中基体镁合金表面的“氧空位”和溶液中PO3-4的含量, 促使元素Mg在金属/膜层(M/F)界面上快速形成相应氧化物, 从而增加了陶瓷层的厚度和致密性. 根据电化学反应体系和陶瓷层的特殊结构, 建立了合理的等效电路, 并结合EIS 数据, 分析了添加(NaPO3)6提高陶瓷层耐电化学腐蚀性能的机理.     

铈对AZ91镁合金腐蚀性能的影响

利用静态失重法、极化曲线和金相观察研究了Ce对AZ91镁合金在3.5%NaCl（质量分数）水溶液中的腐蚀行为.结果表明,加入少量的Ce（0.2%～0.8%,质量分数）显著降低合金的腐蚀速率,提高合金的平衡电位和腐蚀电位,降低腐蚀电流密度.而且含0.8?的合金具有较好的耐腐蚀性能.腐蚀性能提高的原因主要归结为： Ce加入导致α-Mg晶粒明显细化,Al元素的偏析减轻,块状的β-Mg17Al12相变为非连续网状分布.     

钇对AZ91镁合金微观组织及腐蚀性能影响的研究

通过金相分析、扫描电镜析及化学成分分析等测试手段,对添加不同含量Y的AZ91镁合金的微观组织和腐蚀性能进行了研究。结果表明,加入Y后,合金中有稀土相Al4MgY生成,并显著细化了合金的微观组织,合金微观组织由典型的枝晶组织转变为细小的等轴晶组织,当Y含量达到1.52%时,合金组织的细化程度最大;Y的加入,减少了合金中的-βMg17Al12相,并使β相断续、弥散,同时合金的耐腐蚀性能提高,在3.5%NaCl水溶液腐蚀实验中,稀土含量为1.52%Y的合金耐腐蚀性能最好。     

AZ31镁合金表面聚吡咯的化学氧化合成及其耐蚀性能

以对甲苯磺酸钠为掺杂剂, 三氯化铁为氧化剂, 用化学氧化聚合法在AZ31 镁合金表面制备聚吡咯(PPy)膜. 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析了镁合金表面聚吡咯膜结构, 通过电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)研究了其耐蚀性能, 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射谱(EDS)分析了表面形貌和成分. 和镁合金裸样相比, 聚吡咯膜对镁合金腐蚀有一定的抑制作用. 硅烷预处理改善了镁合金/聚吡咯体系的耐腐蚀性能, 使腐蚀电位较镁合金裸样正移了110 mV, 电流密度减小了约2个数量级.     

镧对AZ31镁合金电化学行为的影响

用线性电位扫描、恒电流放电、交流阻抗、析氢实验等方法研究了添加剂La(CH3COO)3在1.0 mol·L-1 MgSO4溶液中对AZ31镁合金电化学性能的影响.线性电位扫描和交流阻抗结果表明La(CH3COO)3添加剂的最佳浓度为0.4 mmol·L-1;交流阻抗和析氢实验结果表明添加0.4 mmol·L-1 La(CH3COO)3的缓蚀效率为41%;线性扫描结果表明La(CH3COO)3可使镁阳极活化;恒电流放电表明0.4mmol·L-1 La(CH3COO)3可大大改善AZ31镁合金在电解液中的放电性能;添加醋酸镧具有提高AZ31镁合金的耐蚀性和电化学活性的双重优点.     

Corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy in distilled water

The corrosion of AZ91D magnesium alloy has received extensive attention due to the continuous expansion of its application field in recent years. However, the corrosion of AZ91D magnesium alloy in distilled water is relatively few. In this paper, the corrosion behavior of AZ91D magnesium alloy was studied in distilled water by electrochemical tests in combination with weight loss and surface analysis methods. The results indicated that the corrosion rate of AZ91D magnesium alloy increased with the increase of temperature and immersion time. The increase of the corrosion rate of AZ91D magnesium alloy with the increase of immersion time might be attributed to the damage of the structure of corrosion product film by hydrogen evolution, significantly accelerating the anodic process of AZ91D magnesium alloy. It was interesting that, in distilled water, the EIS of AZ91D magnesium alloy excluded an inductive arc in the low frequency region, which indicated that there was no the adsorption and desorption of aggressive ions or the damage and repair of film. The corrosion product film of AZ91D magnesium alloy in distilled water was composed of a compact inner corrosion product film and a loose outer corrosion product film.     

Surface characteristics of AZ91D alloy anodized with various conditions

Anodic oxidation of an AZ91D magnesium alloy was carried out in an attempt to increase the corrosion resistance. The alloy was placed in an electrolyte containing 0.1 M sodium silicate (Na₂SiO₃), 2.0 M sodium hydroxide (NaOH) and 0.1 M sodium phosphate (Na₃PO₄), and treated with a current density of 100–400 mA/cm² for 1 to 4 min. After the anodic oxidation treatment, the surface characteristics were analyzed by SEM, X‐ray diffraction (XRD) and a surface roughness tester. The corrosion resistance was determined by measuring the corrosion potential and corrosion current density using potentiodynamic polarization in a 3.5 wt% NaCl electrolyte solution. Although the anodic oxidation treatment with the base electrolyte resulted in an arrival voltage ranging from 60 to 70 V, the addition of silicate tended to reduce this arrival voltage by approximately 10–20 V and decrease the critical voltage required for the formation of a porous oxide film. The pore size and film thickness increased with increasing applied current and treatment time. The addition of silicate to the electrolyte resulted in films with a homogeneous pore size and a film thickness increasing with the increasing applied current and treatment time. XRD showed the formation of a new MgO and Mg₂SiO₄ phase. The formation of Mg₂SiO₄ was attributed to the presence of SiO₄^4? in the film. After the addition of silicate, the corrosion potential increased and corrosion current decreased, resulting in improved corrosion resistance. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

硼砂-对苯二甲酸电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化处理

研究了硼砂-对苯二甲酸环保型电解液中AZ91D镁合金的阳极氧化.考察了对苯二甲酸对镁合金阳极氧化过程及其氧化膜性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能量散射谱(EDS)、动电化极化和电化学交流阻抗谱(EIS)等进行了分析表征.结果表明,对苯二甲酸的浓度对阳极氧化成膜过程、氧化膜的表面形貌、厚度、相结构和耐腐蚀性能都有重要影响.在硼酸盐电解液中加入适量的对苯二甲酸后,氧化电流密度降低,过度放电现象受到了明显的抑制,所制得的阳极氧化膜的质量也有了显著改善.氧化膜表面变得光滑、致密,膜厚度略有降低.氧化膜与镁合金基底的结合更紧密,而且其耐腐蚀性能也得到了明显增强.该研究对于镁合金阳极氧化处理工艺的环保化及阳极氧化膜质量的提高都具有积极意义.     

铒对AZ91镁合金铸态组织与力学性能的影响

采用X射线衍射、金相观察、扫描电镜及拉伸性能测试,研究了Er的添加对AZ91镁合金的显微组织与力学性能影响。结果显示,基体合金中添加0.98%~1.92%Er后,显微组织主要由-αMg基体相、Mg17Al12相及Al3Er组成。添加Er能有效细化铸态合金的晶粒,使其平均晶粒尺寸从57μm降低到21μm;同时铒的添加改善了基体合金中Mg17Al12相的形态与分布,使AZ91镁合金的室温抗拉强度从162 MPa提高到211 MPa。