AZ91D鎂合金強變形及其稀土低溫擴滲表面改性研究.pdf

1、鎂合金具有密度小、阻尼減震性好、比強度和比剛度高、散熱性能好等優(yōu)點，在航空航天、交通運輸和通信電子行業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景，成為21世紀最有發(fā)展和應(yīng)用前景的“綠色工程材料”。但是鎂合金的耐腐蝕性能差，通過表面處理提高其耐腐蝕性能對于擴大鎂合金的應(yīng)用范圍具有重要的實踐意義。
　　首先，采用表面機械研磨處理的方法，對AZ91D鎂合金進行強變形處理，研究了彈丸直徑與處理時間對AZ91D鎂合金表面的顯微組織的影響。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、

2、X射線衍射(XRD)和透射電鏡(TEM)等對強變形后AZ91D鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)進行了表征，探明了表面強變形晶粒細化機理。其次，采用稀土熔鹽擴滲的方法，研究了擴滲溫度與擴滲時間對強變形AZ91D鎂合金組織及耐蝕性能影響，對強變形后的鎂合金進行稀土元素Ce、Nd、Y的單一和復(fù)合擴滲處理。采用掃描電鏡(SEM)對表層組織形貌進行了觀察和分析，并利用能譜EDS和XRD對表面擴滲層進行物相分析，最后，利用電化學(xué)工作站，測試了稀土滲層在3.5％

3、NaCl水溶液中的耐腐蝕性能。研究結(jié)果表明：
　　1)采用表面機械研磨強塑性變形處理的方法，能夠細化AZ91D鎂合金的表層晶粒。在一定范圍內(nèi)，試樣表層晶粒隨著彈丸直徑的增大和機械研磨處理時間的延長而減小。
　　2)當彈丸直徑為16 mm、處理時間為180 min時，在AZ91D鎂合金表層獲得較厚的形變區(qū)，表層晶粒尺寸達到50 nm左右。
　　3)孿生和位錯滑移是AZ91D鎂合金表面強變形晶粒細化的主要機制。在低應(yīng)變塑性

4、變形區(qū)，即短時間的強變形后，試樣以孿生變形為主要的變形方式，隨著處理時間的延長，應(yīng)力和應(yīng)變不斷積累并逐漸增大，位錯開始滑移、纏結(jié)，并誘發(fā)更多的滑移系啟動，形成位錯胞和亞晶粒，亞晶粒通過動態(tài)再結(jié)晶，逐級細化至超細晶粒。
　　4)在強變形后的AZ91D鎂合金表面，能夠通過熔鹽擴滲的方法，實現(xiàn)在較低溫度下稀土元素Ce、Nd、Y的單一和復(fù)合擴滲，且經(jīng)稀土擴滲后的AZ91D鎂合金表面防腐能力得到明顯提高。
　　5) AZ91D鎂合金經(jīng)

5、稀土熔鹽擴滲后，表面能夠獲得一定厚度的、含有富稀土相的擴滲層，該擴滲層的主要成分為α-Mg相、少量的Mg17Al12相和Al2RE或AlRE3相。
　　6)稀土擴滲工藝對強變形AZ91D鎂合金組織和性能的影響規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)：
　　擴滲溫度相同情況下，擴滲層厚度隨著擴滲時間的延長而增加，擴滲層將變得更連續(xù)，致密性也提高。但擴滲時間不宜過長，擴滲太久不會繼續(xù)增加擴滲層厚度，反而可能影響組織致密性，破壞基體的綜合性能。
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