AZ91镁合金电火花沉积涂层及腐蚀行为研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tkartist
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
镁合金作为一种密度低、比强度、比刚度高的工程结构材料,已经广泛的应用于航天航空、军工、电子、汽车等领域;但是由于镁及镁合金的电极电位较低,在空气或者腐蚀物存在环境中极易发生腐蚀现象,这些极大限制了镁合金的推广和应用。本文在AZ91D镁合金表面电火花沉积AZ81合金电极丝材,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)等研究手段分析了电火花沉积电压、沉积频率和占空比等工艺参数对改性层截面形貌、涂层厚度、表面粗糙度的影响,并得出最佳电火花沉积工艺;同时,在AZ91D镁合金表面电火花沉积A356合金、AZ81-La合金涂层及对其表面进行钨极重熔改性处理,进行12、24、36小时不同时间段的3.5%Na Cl溶液浸泡试验和电化学极化曲线测试,进而探讨电火花沉积铝涂层、AZ81-La涂层及钨极重熔改性层对基材耐腐蚀性行为的影响,并对各涂层的耐腐蚀性机理进行分析;结合SEM、EDS、XRD衍射分析仪对AZ81-La元素分布、相结构、显微组织对涂层耐腐蚀性行为进行分析和研究。得出以下结论:①当电火花沉积频率、占空比一定,沉积电压从25V增大到45V时,脉冲放电能量增加,瞬间释放的能量加剧,电极丝材及母材的熔化量加大,涂层的厚度随工作电压的提高而变厚,此外,涂层内部也出现大量孔洞、裂纹等缺陷;涂层致密度、均匀性呈现先好转再逐步变差的趋势,沉积电压为30V时涂层表面粗糙度值最低。②当电火花沉积电压、占空比一定,沉积频率从150Hz增大至350Hz时,单位时间内放电次数增多,但是单次放电持续时间减少,能量降低,工作电极和母材熔化量降低,熔滴之间融合相对低频率表现良好,使得涂层表现出较小的粗糙度值;熔化量的减少也使得涂层厚度由190um逐渐减小到120um左右;同时,熔化速率和沉积速率的下降让外界空气容易的卷入涂层内部,造成涂层表面致密性、均匀性有所下降,内部孔洞缺陷相对增多。③当电火花沉积电压、频率一定,占空比为40%时,涂层内部充有较多微小孔洞、裂纹缺陷,涂层厚度较薄、粗糙度较大,当占空比为50%,电极、母材的熔化量适中,涂层粗糙度较小,厚度有所提高,涂层变得致密、均匀;当占空比达到55%、60%时,放电能量加剧,电极及母材熔化量增多,金属液流动性加快,形成具有一定规律的方向性的表面,涂层呈粗糙度较大的灰色橘皮状。④AZ91D基材在浸泡实验中,由于铝含量相对较低的α-Mg相与铝含量较高的β-Mg17Al12相比表现出较强的活泼性,故腐蚀优先发生在贫Al区α-Mg相内,之后逐渐向周围扩展,并终止于弯曲状的铝含量高的β-Mg17Al12相。电火花沉积铝涂层经过12、24、36小时不同时间段浸泡实验结果表明,氯离子很容易被吸附到裂纹缝隙内部,并因腐蚀裂纹内-外存在电极电位差别的激活态-钝化态微小腐蚀电池最终导致了巨大的腐蚀环形貌。⑤镁合金钨极重熔改性层经过12、24、36小时的浸泡实验后,涂层表面从腐蚀坑、孔洞较小的保持原有整体涂层形貌逐渐演变为具有微小的疏松多孔的腐蚀形貌;而AZ81-La涂层经过不同时间段的腐蚀后,其表面形貌变化不大,腐蚀表面依旧平整,受腐蚀区域面积较小。⑥电化学极化曲线测试结果显示,钨极重熔改性层、AZ81-La涂层的自腐蚀电位Ecorr分别为-1.49 V,-1.33V,与基体相比,往正方向移动了120m V、280m V。AZ81-La涂层、钨极重熔改性层自腐蚀电流密度i=7.8×10-6 A·cm-2、i=3.2×10-5 A·cm-2较基材相比分别降低了约两个、一个数量级,二者均对合金耐腐蚀有一定程度的提高。⑦电火花沉积AZ81-La涂层中,La元素主要集中于第二相,涂层中Al-La-Mn(Al8La Mn4)、Al11La3耐腐蚀相出现与增多,提高了母材基体在Na Cl溶液中的自腐蚀电位;La元素的加入使涂层中细小片状的β相增多,增加了腐蚀阻碍作用,另外,板块结构状的Al-La-Mn(Al8La Mn4)相和扎钉状Al11La3相结构不易发生脱落能有效的减少腐蚀发生的可能性。⑧显微硬度测试结果表明:电火花沉积涂层的硬度值明显高于AZ91D镁合金基材,AZ81-La涂层硬度值达到181.2Hv,钨极重熔改性层和铝涂层硬度值分别达到104.8Hv和150.4Hv。
其他文献
【目的】观察经筋电针疗法治疗阳明经筋型膝骨关节炎的临床疗效。【方法】将120例患者随机分为治疗组和对照组各60例,分别采用经筋电针疗法(治疗组)和经络电针疗法(对照组)治
旅客登机桥是目前机场主要装备,其升降系统是登机桥的重要承载机构,长期起着支撑桥身及各种负载的作用。现在机电升降系统都是采用电动机与制动器融为一体的制动电机,没有另
创伤的发病率正呈逐年上升的趋势 ,创伤性休克仍是当今世界危害人类的主要疾病之一。作者主要就创伤基础研究、创伤性休克后的脏器功能损害、细胞因子在休克中的意义以及休克
目的:考察介孔二氧化硅纳米微粒(Mesoporous silica nanoparticle,MSNP)共转运体系逆转肿瘤多药耐药、杀伤肿瘤细胞的效果,证实阿霉素(Doxorubicin,DOX)与MDR1-siRNA共同应用具有协
随着中国经济的稳步发展,人们对追求优质生活愿望的不断提高,汽车成为提高家庭生活水平与质量的一种象征。发动机是汽车动力的源泉与心脏,发动机性能的好坏将直接影响到汽车的动
目前,基层人民银行对人民币银行结算账户的现场检查实行年度制,此项检查职能归属于会计财务科,但囿于各种因素的限制,现场检查的范围及效果受到很大影响,人民银行账户管理职
数字音响的原理较早就已提出,但直到近些年数字音响技术才迅速发展,并广泛应用到社会生活的各个方面,原因就是其关键技术近期才突破了瓶颈,得到了解决和改善。本文阐述了数字
少数民族原生态音乐不仅是少数民族地区人们的娱乐形式,更是少数民族文化的集中体现和传播载体,它是由少数民族劳动者在生活和劳作的过程中创作出来的,集中体现了少数民族的
小产权房的诞生,缘于现行畸形的土地制度和房地产制度:所有城乡土地进入房地产和工业用地市场,必须由政府统一征收统一出让。不经政府统一征收和出让的集体所有土地上建造的房
语言是人们交流思想、传播信息、沟通感情的重要手段,但并不是唯一的手段。人们在使用语言进行交际的同时,还常借助于声音、手势、面部表情、身体动作等一系列非言语特征来表