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镁合金表面热扩散渗铝工艺研究

张波  
【摘要】:镁合金是目前工程应用当中最轻的结构金属,广泛应用于汽车、电子、通讯、航空航天、国防军事等领域,特别易于再生利用,被称“2为1世纪的绿色工程材料”。但是镁合金的电极电位很低,未经防护的镁合金极易被腐蚀,已成为限制其广泛应用的瓶颈。镁合金的耐蚀性成了当前研究的一个焦点。 首先,本文探索了采用盐浴渗铝工艺(摩尔比为1:1的NaCl-AlCl_3作为渗剂)提高镁合金耐蚀性的可行性;研究了扩散时间、扩散温度对渗铝效果的影响。研究结果表明:采用盐浴渗铝工艺提高镁合金耐蚀性是可行的;在纯镁和AZ91D的表面分别形成了最大厚度分别为15μm和50μm的合金层;合金层的主要物相为Al_(12)Mg_(17)、Al_3Mg_2、AlMg以及Al_2O_3、Al;合金层中铝元素的含量分别为39.7at%和44.5at%;合金层的硬度分别提高至136.0HV和144.98HV;镁合金的耐蚀性得到了提高。通过大量研究,得出了在纯镁和AZ91D合金表面盐浴渗铝的最佳工艺为:350℃、8h。 其次,本文研究了表面纳米化对镁合金表面元素扩散的影响。采用超音速微粒轰击纳米化技术(SFPB)对镁合金进行表面处理,使其表层晶粒细化至纳米级;采用盐浴渗铝的方法对表面纳米化镁合金进行元素扩散处理。研究结果表明:SFPB工艺可使镁合金表层晶粒细化至纳米级,将表面纳米化后的镁合金(变形镁合金和AZ91D)进行盐浴渗铝,渗层厚度和耐蚀性均未见明显的改善。


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