鎂合金表面光制備Al-Si基納米Si3N4強(qiáng)化層的研究.pdf

1、作為地球上最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，鎂及其合金不僅具有輕質(zhì)高強(qiáng)易回收等一系列優(yōu)點(diǎn)，而且儲(chǔ)量豐富，同時(shí)在航空航天、汽車(chē)和國(guó)防等領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值也極其重要，被人們譽(yù)為“21世紀(jì)最具潛力的綠色工程材料”，但鎂合金由于耐蝕性、耐磨性能較差，其性能的優(yōu)勢(shì)受到了嚴(yán)重限制。因此，通過(guò)采取適當(dāng)?shù)谋砻娓男约夹g(shù)對(duì)鎂合金表面綜合性能進(jìn)行改善具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義
　　 本文以變形鎂合金AZ31B為試驗(yàn)基材，分別探討了Al-Si基納米Si3N4粉末分別用激光熔覆

2、、液氮極端冷卻條件下激光熔覆及激光重熔等離子噴涂三種方法在AZ31B鎂合金表面形成復(fù)合涂層的可行性，對(duì)三種不同方法下得到的改性層形貌做了研究討論，并對(duì)改性層進(jìn)行了組織和性能的分析。
　　 激光熔覆研究表明:熔覆層主要由上部的樹(shù)枝晶、中部呈線(xiàn)性排列的黑色相和下部的粗大樹(shù)枝晶組織組成。當(dāng)納米氮化硅含量為1％和5％時(shí)，熔覆層的物相分別為Al、AlN、Al9Si、Mg2Si和Al、AlN、Al9Si、Al3.21Si0.47、Mg2Si

3、;硬度分別是235HV0.05和260HV0.05，是基體的4～5倍;其腐蝕電位分別為-1204mV和-1212mV，相比AZ31B鎂合金基體的-1586mV分別提高了382mV和374mV，其腐蝕電流密度分別為0.0705mA·cm-2和0.1056mA·cm-2比母材的0.5214mA·cm-2降低了大約一個(gè)數(shù)量級(jí)。
　　 在液氮極端冷卻下的激光熔覆試驗(yàn)表明:熔覆層中也彌散分布了大量的黑色不規(guī)則顆粒，與空氣冷卻下試驗(yàn)的熔覆層

4、組織相比，液氮冷卻熔覆層晶粒明顯細(xì)化，組織更加致密。熔覆層包括Al、AlN、Al9Si、Al3.21Si0.47、Mg2Si五種物相;其最高硬度為286HV0.05，比基體提高5～6倍左右;其腐蝕電位和電流為-1185mV和0.0695mA·cm-2，相比基體的-1581mV和0.5214mA·cm-2，耐蝕性得到了極大改善。
　　 激光重熔試驗(yàn)結(jié)果表明:等離子噴涂層經(jīng)激光重熔后與鎂基體達(dá)到了良好的冶金結(jié)合，等離子噴涂復(fù)合涂層的