AZ91D鎂合金強(qiáng)變形及其稀土低溫?cái)U(kuò)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(qiáng)度和比剛度高、散熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、交通運(yùn)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(jì)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(duì)于擴(kuò)大鎂合金的應(yīng)用范圍具有重要的實(shí)踐意義。
　　首先，采用表面機(jī)械研磨處理的方法，對(duì)AZ91D鎂合金進(jìn)行強(qiáng)變形處理，研究了彈丸直徑與處理時(shí)間對(duì)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(duì)強(qiáng)變形后AZ91D鎂合金的微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，探明了表面強(qiáng)變形晶粒細(xì)化機(jī)理。其次，采用稀土熔鹽擴(kuò)滲的方法，研究了擴(kuò)滲溫度與擴(kuò)滲時(shí)間對(duì)強(qiáng)變形AZ91D鎂合金組織及耐蝕性能影響，對(duì)強(qiáng)變形后的鎂合金進(jìn)行稀土元素Ce、Nd、Y的單一和復(fù)合擴(kuò)滲處理。采用掃描電鏡(SEM)對(duì)表層組織形貌進(jìn)行了觀察和分析，并利用能譜EDS和XRD對(duì)表面擴(kuò)滲層進(jìn)行物相分析，最后，利用電化學(xué)工作站，測(cè)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(jī)械研磨強(qiáng)塑性變形處理的方法，能夠細(xì)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(jī)械研磨處理時(shí)間的延長而減小。
　　2)當(dāng)彈丸直徑為16 mm、處理時(shí)間為180 min時(shí)，在AZ91D鎂合金表層獲得較厚的形變區(qū)，表層晶粒尺寸達(dá)到50 nm左右。
　　3)孿生和位錯(cuò)滑移是AZ91D鎂合金表面強(qiáng)變形晶粒細(xì)化的主要機(jī)制。在低應(yīng)變塑性

4、變形區(qū)，即短時(shí)間的強(qiáng)變形后，試樣以孿生變形為主要的變形方式，隨著處理時(shí)間的延長，應(yīng)力和應(yīng)變不斷積累并逐漸增大，位錯(cuò)開始滑移、纏結(jié)，并誘發(fā)更多的滑移系啟動(dòng)，形成位錯(cuò)胞和亞晶粒，亞晶粒通過動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，逐級(jí)細(xì)化至超細(xì)晶粒。
　　4)在強(qiáng)變形后的AZ91D鎂合金表面，能夠通過熔鹽擴(kuò)滲的方法，實(shí)現(xiàn)在較低溫度下稀土元素Ce、Nd、Y的單一和復(fù)合擴(kuò)滲，且經(jīng)稀土擴(kuò)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(kuò)滲后，表面能夠獲得一定厚度的、含有富稀土相的擴(kuò)滲層，該擴(kuò)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(kuò)滲工藝對(duì)強(qiáng)變形AZ91D鎂合金組織和性能的影響規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)：
　　擴(kuò)滲溫度相同情況下，擴(kuò)滲層厚度隨著擴(kuò)滲時(shí)間的延長而增加，擴(kuò)滲層將變得更連續(xù)，致密性也提高。但擴(kuò)滲時(shí)間不宜過長，擴(kuò)滲太久不會(huì)繼續(xù)增加擴(kuò)滲層厚度，反而可能影響組織致密性，破壞基體的綜合性能。
　　擴(kuò)