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热处理对含LPSO结构Mg-Y-Cu-Zr镁合金组织与腐蚀行为的影响

沈崇 , 章晓波 , 亚军 , 王章忠

材料热处理学报

为研究长周期堆垛有序(LPSO)结构对镁合金腐蚀行为的影响,通过重力铸造制备了Mg-6.6Y-2.6Cu-1.2Zr(质量分数%)合金,并分别在420、440和460℃下固溶处理.借助SEM和XRD对合金显微组织和物相进行分析;通过腐蚀浸泡实验研究合金的耐蚀性能.结果表明,铸态Mg-6.6Y-2.6Cu-1.2Zr含有LPSO结构,随着固溶温度的升高,LPSO结构减少,晶粒尺寸增大,当固溶温度为460℃时,LPSO结构消失.不含LPSO结构的Mg-Y-Cu-Zr合金耐蚀性能优于含LPSO结构的该合金,而随着固溶温度的升高,含有LPSO结构的Mg-Y-Cu-Zr合金的耐蚀性能降低.此外,合金表现为严重的局部腐蚀行为.

关键词: Mg-Y-Cu-Zr合金 , 长周期堆垛有序结构(LPSO) , 显微组织 , 腐蚀行为

热处理对NZ30K生物镁合金力学和腐蚀性能的影响

章晓波 , 亚军 , 王章忠 , 袁广银 , 马欣宇

材料热处理学报

通过对具有高屈强比的生物镁合金Mg-2.98Nd-0.34Zn-0.46Zr(NZ30K)进行退火与时效处理,研究了退火与时效处理后合金的显微组织、室温力学和腐蚀性能.结果表明,退火与时效处理后粗大的被拉长的晶粒被消除,随退火温度提高,晶粒逐渐粗大,屈服强度降低,而抗拉强度仍保持较高值.试验研究的5种状态合金的屈强比分别为0.98、0.82、0.71、0.60和0.55;在模拟体液中,与挤压时效态合金的腐蚀性能相比,随退火温度升高,退火与时效处理后合金的腐蚀速率先减慢后加快,且为均匀腐蚀.适宜的热处理工艺有效降低合金屈强比,同时稍微提高合金的耐蚀性能.

关键词: 生物镁合金 , 显微组织 , 屈强比 , 腐蚀性能

挤压速度对NZ30K镁合金组织与力学性能的影响

赵秀明 , 章晓波 , 方信贤 , 王章忠 , 亚军

材料热处理学报

研究了不同挤压速度挤压出的Mg-3.0Nd-0.2Zn-0.4Zr(质量分数,%,NZ30K)镁合金显微组织和室温力学性能.采用光学显微镜观察了合金的显微组织,采用材料拉伸试验测试了合金的室温力学性能,并利用扫描电子显微镜观察了拉伸试样的断口形貌和断口附近的显微组织.结果表明:当挤压速度相对较低时,发生部分再结晶,组织不均匀,合金的强度很高,而塑性则较差;当挤压速度较高时,合金发生了完全动态再结晶,组织均匀,再结晶晶粒明显长大,合金强度降低,而伸长率则明显提高.合理控制挤压速度可获得细小均匀的组织和良好的综合力学性能.

关键词: 镁合金 , 显微组织 , 力学性能 , 挤压速度

孔表面化学镀Ni-P及其沉积机制

方信贤 , 亚军 , 戴玉明 , 巴志新

腐蚀与防护

用扫描电镜(SEM)对化学镀Ni-P沉积层形貌进行观察,用能谱仪(EDS)对镀层成分进行分析,用增重法测量沉积速率.试验结果表明,化学镀初期镀层表面形貌为等轴颗粒状,形成连续膜后镀层形貌为胞状.胞状组织上形成的晶核成分与基体胞状组织成分不同.通孔和盲孔高度分别小于1.76 mm和2.2mm时,化学镀Ni-P沉积速率随孔高度的减小而下降.

关键词: 化学镀 , Ni-P , 形成机制 , 盲孔 , 通孔

化学镀及腐蚀时间对镍铜磷镀层成分组织性能影响

方信贤 , 周衡志 , 亚军 , 王章忠

材料热处理学报

采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了化学镀及腐蚀时间对镍铜磷镀层组织和耐蚀性影响.结果表明,延长化学镀时间,镍铜磷镀层由球形颗粒逐渐转变为等轴状和长条形胞状组织,镀层中镍、磷含量按对数规律增大,铜含量在化学镀10 min时达到最大;随腐蚀时间延长,镀态镍铜磷腐蚀速率按线性规律增大,热处理态镍铜磷腐蚀速率具有极小值;长时间腐蚀后,镀态镍铜磷镀层表面呈“菜花状”,热处理态镍铜磷表面为多孔结构,腐蚀时间对化合物膜成分影响较小;镍铜磷的腐蚀电流密度随腐蚀时间延长而增大,阻抗值则减小.

关键词: Ni-Cu-P镀层 , 化学镀时间 , 腐蚀时间 , 耐蚀性 , 腐蚀机制

Ni-W-Cu-P沉积机制及在酸性溶液中的腐蚀行为*

方信贤 , 亚军 , 戴玉明 , 王章忠

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00052

分别采用浸泡和电化学实验方法对Ni-W-Cu-P镀层在常温和高温20%H2SO4溶液中的耐蚀性进行了研究, 用SEM, EDS及XRD对镀层的沉积机制、成分结构进行了分析. 结果表明: 球形Ni-W-Cu-P核心合并生长形成条状组织; 共沉积W和Cu可显著提高Ni-W-Cu-P非晶的热稳定性; 400 ℃热处理非晶的耐蚀性优于镀态非晶和500 ℃热处理纳米晶的; 延长腐蚀时间, 非晶和纳米晶镀层的腐蚀速率和腐蚀电流密度增大, 阻抗则下降; Ni-W-Cu-P非晶和纳米晶镀层的腐蚀机制分别是选择性腐蚀和点腐蚀.

关键词: Ni-W-Cu-P镀层, , 沉积机制, , 酸性腐蚀介质, , 腐蚀机制, , 阻抗谱

两种不锈钢在单相流和液/固两相流中冲刷与腐蚀的交互作用

方信贤 , 甄睿 , 亚军 , 王章忠

材料研究学报

用质量损失法研究了65Mn和316L及其Ni-P镀层的冲刷腐蚀行为.结果表明:在试样表面与流体间相对运动距离相同的条件下,65Mn和316L在单相流和两相流中的冲刷腐蚀速率随着介质温度的升高和理论流速的减小而增大.在20%H2sO4单相流和20%H2S04+20 g/L黄砂两相流(50℃,L88 m/s)中,冲刷与腐蚀的交互作用引起的65Mn质量损失速率分别为80.35和127.21 g·m-2·h-1,而316L则分别为5.25和17.22 g·m-2·h-1.在两相流中,65Mn和316L的冲刷腐蚀机制分别为均匀腐蚀+轻微微切削和轻微选择性腐蚀+轻微塑性变形.Ni-P化学镀层町显著改善65Mn和316L的冲刷腐蚀性能,且温度和理论流速越高效果越显著.

关键词: 材料失效与保护 , 65Mn , 316L , Ni-P , 液/固两相流 , 冲刷腐蚀 , 交互作用

Mg-(4-x)Nd-xGd-Sr-Zn-Zr生物镁合金的组织、力学和腐蚀性能

章晓波 , 亚军 , 王章忠 , 贺显聪 , 王强

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2013.00769

采用重力浇铸法制备了Mg-(4-x)Nd-xGd-0.3 Sr-0.2Zn-0.4Zr(质量分数,%,x=0,1,2,3)4组合金,并对其进行了固溶+人工时效热处理(T6).利用XRD对铸态合金的物相进行分析,采用SEM观察合金的组织,采用拉伸试验机和显微硬度计测试合金的室温拉伸性能和显微硬度,采用失重法评价合金在模拟体液中的腐蚀速率,并对腐蚀形貌进行观察.结果表明,随着Gd部分取代Nd,铸态合金的组织先细化后又变粗,第二相含量逐渐减少,室温力学性能和耐蚀性能均提高.而对于T6态合金,强度和硬度均比不含Gd的合金要低,耐蚀性能则优于不含Gd的合金.

关键词: 生物镁合金 , 显微组织 , 力学性能 , 腐蚀性能

Ni-W-Cu-P沉积机制及在酸性溶液中的腐蚀行为

方信贤 , 亚军 , 戴玉明 , 王章忠

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00052

分别采用浸泡和电化学实验方法对Ni-W-Cu-P镀层在常温和高温20%H2SO4溶液中的耐蚀性进行了研究,用SEM,EDS及XRD对镀层的沉积机制、成分结构进行了分析.结果表明:球形Ni-W-Cu-P核心合并生长形成条状组织;共沉积W和Cu可显著提高Ni-W-Cu-P非晶的热稳定性;400℃热处理非晶的耐蚀性优于镀态非晶和500℃热处理纳米晶的;延长腐蚀时间,非晶和纳米晶镀层的腐蚀速率和腐蚀电流密度增大,阻抗则下降;Ni-W-Cu-P非晶和纳米晶镀层的腐蚀机制分别是选择性腐蚀和点腐蚀.

关键词: Ni-W-Cu-P镀层 , 沉积机制 , 酸性腐蚀介质 , 腐蚀机制 , 阻抗谱

原位反应制备表面有铁硅金属间化合物层的镁基复合材料组织与性能

亚军 , 刘铭理 , 方信贤

机械工程材料

采用Fe-Mg—SiO2反应体系和放热反应法,制备了镁基复合材料,同时在其表层制备出铁硅金属间化合物层,用扫描电镜和能谱仪分析了化合物层、复合材料及界面的组织和化学成分。结果表明:表面化合物层主要为FeSi2.5金属间化合物,化合物层厚度随反应温度升高、反应时间延长和预制压力提高而增大,化合物层的平均厚度和硬度分别达到95μm和557HV以上,复合材料中反应生成的氧化镁颗粒分布均匀,颗粒尺寸小于2μm。

关键词: 金属间化合物层 , 镁基复合材料 , 硬度 , 放热反应法

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