蒋文明
,
樊自田
,
廖德锋
,
赵忠
,
董选普
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2010.08.014
针对真空低压消失模壳型铸造工艺中采用的薄壳在失模中易于开裂现象,对失模工艺进行系统研究,考察失模方式、温度对薄壳失模的影响,并结合EPS泡沫材料热失重分析和泡沫模温度场分布规律,分析薄壳开裂机制.结果表明:随炉升温失模过程中,型壳失水收缩缓慢,强度逐渐提高,型壳不易开裂;高温400℃以上直接放入失模,型壳放入不久均开裂,主要由于型壳急速失水收缩受阻所致,而经长时间预烘型壳高温直接放入失模,型壳不开裂;低温250～300℃直接放入失模,型壳收缩相对较慢,主要受到泡沫模的膨胀力作用,膨胀力与失模温度,时间及泡沫模有关.得到低温直接放入时模样厚度与失模温度关系式,模样越厚,所需失模温度越低.
关键词:
消失模壳型铸造
,
失模
,
开裂
,
收缩
,
膨胀力
赵忠
,
罗强
,
樊自田
,
董选普
稀有金属材料与工程
在Mg9AlZnY合金基础上添加不同含量Gd元素,采用消失模铸造成形,研究其组织性能变化.结果发现,随着Gd含量的增加,Mg9AlZnY合金中的β-Mg17Al12相形成数量显著减少,并由连续网状结构转变为断续状和颗粒状结构.含Gd的Mg9AlZnY合金组织主要由α-Mg固溶体、β-Mg17Al12相和分布在α-Mg晶界的少量棒状Al2Y相和块状Al2Gd相组成.Al2Y和Al2Gd相热稳定性好,在高温下对晶界具有钉扎作用,防止晶界滑移,提高了晶界的高温强度.当Gd含量在0.9％(质量分数)左右时,经T6热处理后室温的抗拉强度为235 MPa,200℃高温抗拉强度为156 MPa,分别比Mg9AlZnY合金提高了11.9％和28.9％.
关键词:
镁合金
,
消失模铸造
,
稀土
,
组织
,
性能
徐开东
,
王爱华
,
王洋
,
董选普
,
张祥林
,
黄早文
稀有金属材料与工程
研究了超音速火焰喷涂(HVOF,high velocity oxygen-fuel flame)微粒撞击诱导Mg-15Gd-3Y镁合金表面纳米化新工艺,分析了不同工艺参数对表层变形及纳米化的影响规律.发现撞击钢丸粒径大小、轰击距离和处理时间对表层组织和硬度分布具有重要影响.通过光学显微镜和透射电镜观察了表面自身纳米化处理后镁合金样品表层组织的形变特征和纳米化效果:利用显微硬度仪测试了样品从表面至基体的硬度分布:采用X射线衍射仪分析了纳米化处理前后样品表层的物相变化情况.检测结果显示,该工艺在镁合金材料表面成功实现了自身纳米化,表层晶粒细化至20 nn左右,显微硬度提高至2倍以上,处理后样品表层没有出现氧化.
关键词:
Mg-15Gd-3Y
,
HVOF微粒撞击
,
表面自身纳米化
,
工艺控制
陈东风
,
董选普
,
樊自田
,
马戎
材料热处理学报
采用消失模铸造工艺,进行了镁合金表面制备合金化/陶瓷化复合层研究.选用金属铝粉作为合金化主要元素,PbO-ZnO-Na2O系低温玻璃粉为制备陶瓷涂层的主要材料.在真空度为-0.06 MPa,温度为800℃条件下浇注,在基体的表面形成了一定厚度合金化/陶瓷化复合层,用来提高基体的耐磨和耐蚀性.扫描电镜、线扫描分析、能谱分析用于研究复合层的微观组织结构和成分分布.与单一的表面陶瓷化相比,表面的陶瓷层和合金层形成良好的结合界面.显微硬度测试表明,从表面至基体复合层的硬度成梯状分布,硬度值的变化与单一的内瓷层相比有一个过渡区,合金层有利于提高表面陶瓷层与基体的界面结合质量.
关键词:
消失模铸造
,
镁合金
,
复合层
,
结合界面
,
显微硬度
陈东风
,
董选普
,
张雄
,
徐倩
,
樊自田
功能材料
以AZ91D合金为基体,金属铝粉作为主要的合金化元素,自制了性能优良的合金化涂料,利用消失模铸造工艺制备了表面复合材料.在温度780℃、负压度-0.02MPa条件下进行浇注,研究发现在镁合金基体表面有大量的新相生成,利用扫面电镜和电子能谱对组织进行分析,当合金化涂料厚度从0.3mm增加到0.5mm时,复合层的厚度也随之增加,可达到300微米,并且组织均匀、致密.硬度测试和模拟海水腐蚀试验表明,表面复合层最高硬度可以达到基体的3倍左右;并且腐蚀速率与铸态的AZ91D相比降低了5倍左右.
关键词:
镁合金
,
消失模
,
显微硬度
,
复合材料
王洋
,
王爱华
,
徐开东
,
董选普
,
张祥林
稀有金属材料与工程
材料失效多发生于表面,采用超音速火焰喷涂设备获得了低温HVOF微粒,对稀土镁合金表面进行纳米化处理,并利用金相显微镜和透射电镜对处理后的试样进行微观组织表征分析,沿试样厚度方向进行显微硬度测试.结果表明:镁合金表层晶粒细化明显,形成了晶粒尺寸小于20 nm的随机取向的纳米晶,纳米晶层深约80 μm,随着深度的增加晶粒尺寸增加.表面纳米化是通过位错和孪晶的协调变形,导致大晶粒被分割细化而成.表层硬度显著提高,是基体硬度的2倍.
关键词:
低温微粒撞击
,
稀土镁合金
,
表面纳米化
,
HVOF
陈东风
,
董选普
,
马戎
,
樊自田
,
张磊
功能材料
利用消失模铸造工艺,以PbO-ZnO系低温玻璃粉作为主要的陶瓷化材料,进行了镁合金表面陶瓷化研究.利用SEM、XRD、线能谱分析和极化曲线等手段研究了镁合金表面陶瓷涂层的组织结构、相组成和元素的分布,测试了陶瓷层的耐腐蚀性能.结果表明,在基体的表面形成厚度为40～80μm左右的陶瓷涂层,涂层的主要成分有低温玻璃粉组成,并且成分组成由表层到基体变化明显,与基体之间形成了良好的结合界面.通过电化学性能测试表明,表面陶瓷层的腐蚀电位大幅度的提高,腐蚀电流密度降低,经过表面陶瓷化的镁合金耐腐蚀性能得到了提高.
关键词:
镁合金
,
消失模铸造
,
表面陶瓷涂层
,
低温玻璃粉
张磊
,
董选普
,
李继强
,
王爱华
,
罗可
,
樊自田
中国有色金属学报
研究时效处理对挤压态Mg-15Gd-3Y合金显微硬度及力学性能的影响,采用透射电镜对时效析出相的形态进行分析.结果表明:225 ℃、14 h时效时合金获得最高硬度,为135 HV,此时,晶内弥散析出许多纳米β′亚稳相,且与基体有着良好的共格匹配性,使合金获得较高强度和硬度,同时塑性降低;在225 ℃、70 h过时效作用下,纳米β′亚稳相原位长大成β稳定相,且与基体失去共格匹配性,降低合金的强度和硬度,同时塑性有所回升;合金的最高强度出现在200 ℃、100 h时效处,此时,抗拉强度达到446.67 MPa,合金中的β′亚稳相呈蠕虫状,沿亚晶界分布,有效地阻碍亚晶界和位错的运动,从而强化合金.
关键词:
镁合金
,
挤压镁合金
,
Mg-15Gd-3Y合金
,
时效强化
,
显微组织
,
力学性能
董选普
,
樊自田
,
黄乃瑜
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2005.03.009
采用X射线光电子能谱技术(XPS)对消失模镁合金铸件的表面成分进行了测定,结果表明消失模镁合金铸件表面元素成分为Mg、Al、C、O、Si;结合对镁合金液和消失模样界面间的化学反应分析,揭示了消失模镁合金铸件表面是由MgO、Al2O3、SiO2和无定型C等组成的一层薄膜,即消失模镁合金铸件表面的Al2O3-SiO2-MgO-C复合膜;该复合膜对提高镁合金表面的防腐蚀性有很好的作用;提出了镁合金消失模表面膜的结构模型.这些结果表明,消失模技术作为镁合金零件的成形方法具有独特的优势.
关键词:
镁合金
,
消失模铸造
,
表面膜
张雄
,
董选普
,
陈东风
功能材料
使用消失模铸造方法在镁合金表面制备了一层铝合金化层,并对合金化层的金相组织、成分、相组成及腐蚀性能进行了分析.结果表明,当真空度为0.08MPa,铝粉粒度为150μm时,镁合金表面生成的铝合金化层厚度为750μm,新相覆盖率达到76.2%;合金化层呈菊花状或网状,与基体为冶金结合,其主要组成物相为Mg17Al12、Mg和Al;经表面合金化后的镁合金耐蚀性都有所提高,只有当新相覆盖率大于临界值37.1%时,镁合金表面铝合金化层才能起到防腐作用,且覆盖率越高抗蚀性越好.
关键词:
镁合金
,
表面合金化
,
耐蚀性
,
消失模铸造
