关键词： 镁合金   超细晶   剧烈塑性变形   表面改性   耐蚀性   腐蚀与防护  

摘要： 总结了近年来经剧烈塑性变形加工后的超细晶镁合金的腐蚀与防护研究。镁合金的初始成分可能对剧烈塑性变形加工后样品耐蚀性的变化起主导性作用。对于纯镁及含有铝或稀土等致钝性元素的合金,如AZ系和WE系镁合金,绝大多数剧烈塑性变形加工会促进生成更致密的保护膜,因而可以提升镁合金的耐蚀性。对于不含此类元素的镁合金体系,如Mg-Zn系合金,由于生成了更多的腐蚀微电偶,等通道转角挤压或高压扭转加工引起的第二相颗粒的细化和分布会加速镁合金的腐蚀,但多轴等温锻造可以提升此类合金的耐蚀性,该技术值得更多的关注。在成分相似的情况下,组织的均匀性或者第二相变化情况的影响可能较晶粒尺寸和织构演变的影响更大。对加工后的镁合金进行热处理或者表面改性是进一步提升其耐蚀性的有效手段。相对于粗晶基体,超细晶基体表面改性后的涂层的耐蚀性往往更好,值得更多的研究关注。

关键词： AZ91D镁合金   阳极氧化   聚天冬氨酸   耐蚀性  

摘要： 为提高AZ91D镁合金耐蚀性且满足绿色环保要求,在阳极氧化电解液中添加环保型添加剂聚天冬氨酸(PASP)制备阳极氧化膜,研究添加剂聚天冬氨酸对阳极氧化过程、氧化膜的形貌及组成和耐腐蚀性能的影响。采用光学显微镜、带能谱的扫描电镜及X射线衍射仪,观察分析添加聚天冬氨酸前后阳极氧化膜的形貌及组成,利用动电位极化及浸泡腐蚀等方法,研究分析阳极氧化后AZ91D镁合金的耐腐蚀性能。结果表明:聚天冬氨酸通过与镁合金表面的吸附作用,使膜层阻抗增大,阳极氧化成膜电压升高,膜厚增大,膜层致密、均匀、平整,微孔和裂纹减少,提高了氧化膜的耐腐蚀性能。

关键词： AZ31镁合金板   拉伸孪晶   应力分布  

摘要： 研究AZ31镁合金板在弯曲矫直工艺过程中应力分布及其对微观组织的影响。结果表明:弯曲矫直过程中波峰和波腰处板材的受力不同,导致其组织有所不同。波腰处会产生更多的拉伸孪晶,切割晶粒,导致晶粒细化,导致板材在弯曲矫直后抗拉强度有所提升。拉伸孪晶处有更大的储能为再结晶提供形核位点,产生更多的细小晶粒。同时拉伸孪晶会导致晶粒取向的变化,使其更有利于滑移。因此,弯曲矫直导致板材性能提升,波腰处的组织起主要作用。

关键词： 变壁厚   异型板   变形均匀性   灰色关联分析   多目标优化  

摘要： 通过调控成形参数及结构参数能显著提升变壁厚异型板变形均匀性,保证构件在各方向的力学性能。以异型板的两个分流孔的直径、挤压成形用坯料厚度、成形温度与成形速度为设计变量,建立基于洛伦兹曲线与基尼系数的应变、晶粒尺寸及损伤值的目标函数,并结合成形载荷,建立多目标优化模型进行变形均匀性评估。结果表明:基于层次分析法得到了各因素相对合理成形工艺参数的权重及最优成形参数。试验验证表明,板挤压件成形饱满,显微组织均匀,且力学性能各向异性明显消除。显微组织调控后合金的力学性能均匀性提升,零件整体成形的变形均匀性与显微组织多指标调控有关。

关键词： EV31镁合金   热变形   热加工图   动态再结晶  

摘要： 为研究EV31镁合金的热变形行为,采用Gleeble 3800型热模拟试验机对其在不同温度与应变速率下进行热压缩试验,计算得到了EV31镁合金的热变形激活能,构建了其流变应力本构方程和热加工图,并通过扫描电镜(SEM)及电子背散射衍射(EBSD)技术分析其热变形过程中的组织演变。结果表明:当真应变为0.4时,EV31镁合金适宜的热加工区间是变形温度为390~500℃及应变速率为0.01~0.1 s^(-1)的区域内。在500℃下压缩时,合金的动态再结晶比400℃更加充分,能得到晶粒细小、织构较弱的显微组织。

关键词： 玻璃钢   镁合金   表面改性   界面断裂韧性  

摘要： 采用扫描电镜、单悬臂梁测试法对基于不同表面改性镁合金制备的玻璃钢/镁合金复合板(GFRP/Mg)的界面形貌和界面断裂韧性进行了观察、测试和分析。结果表明,经高锰酸盐改性后,镁合金的表面能比仅打磨提高了约57%,其表面润湿性得到了明显改善。高锰酸盐改性可以提高GFRP/Mg复合板的界面粘接强度和界面断裂韧性,界面结合极为紧密,其界面断裂能比仅打磨处理的GFRP/Mg复合板提高了约45%。两种表面改性的GFRP/Mg复合板的界面失效模式均为以双材料界面粘接破坏为主的粘接破坏/内聚破坏混合的失效模式。

关键词： 镁合金   热压缩   流变应力   激活能  

摘要： 用铸造工艺制备Mg-5Sm-2Gd镁合金,使用Gleeble-1500热模拟试验机,在温度为300℃~450℃,应变速率为0.01 s^(-1)~1 s^(-1)的条件下,对铸态Mg-5Sm-2Gd合金进行热压缩实验,分析合金的流变应力与组织变化。结果表明,降低温度或增大应变速率,合金的热压缩流变应力增大。合金在热压缩过程中发生了动态再结晶。合金在300℃时激活能过大,不适合进行热压缩。在350℃~450℃范围内构建了合金的热压缩流变应力本构方程,其中热压缩激活能为232.017 kJ/mol。流变应力预测值与实际值误差绝对值在5.17%以内。

关键词： 微弧氧化   氧化膜   分段电压   膜层特性  

摘要： 为了研究分段式加载电压对镁合金微弧氧化膜性能的影响,采用Na_(2)SiO_(3)电解液体系对AZ91D镁合金进行微弧氧化。利用扫面电镜(SEM)对氧化膜的表面和截面形貌进行观察,用涡流测厚仪、激光共聚焦显微镜及Image J测试了膜层的厚度、粗糙度及孔隙率,并对氧化膜的耐磨性进行了分析。结果表明,当第1阶段加载电压为300 V(180 s)时,所获膜层的表面孔隙率最低,仅为4.574%,膜层厚度为90μm,粗糙度为2.72μm。SEM结果表明,分段式加载电压所获膜层的致密度提高,表面裂纹和孔洞减少。分段加载电压方式为300 V(180 s)+380 V(1 620 s)时的磨损量最少,经过200 r的磨损后,质量损失仅为17.2 mg,较一次性加载方式减少了4.6 mg。

关键词： 无人机   起落架   ANSYS   LS-DYNA跌落分析  

摘要： 【目的】铝合金起落架在使用过程中,由于其具有质量高的特点会给无人机带来很多不必要的动能损耗。【方法】课题组以某型号的植保无人机为研究对象,通过制作材料的平替和优化结构设计,使其达到使用要求。对无人机起落架进行UG设计建模以及ANSYS有限元分析,得到起落架对应的应力云图和变形云图。材料平替过程中,质量由铝合金的0.86kg下降到了稀土镁合金的0.68 kg,质量降低0.18 kg。【结果】通过LS-DYNA跌落仿真结果可知,最大变形为7.416 mm,最大应力为196.46 MPa,低于材料屈服强度极限,满足强度要求,且跌落速度对起落架的变形影响更大,可以为同类型产品设计提供思路。【结论】1)通过替换镁合金材料作为起落架制作材料,对比铝合金质量减轻了20.9%。2)通过建立滑橇式起落架落震仿真模型,并通过输入合理的材料应力-应变曲线符合起落架着陆过程中的实际情况,准确模拟了起落架的落震试验过程。3)通过仿真计算分析,发现其速度对跌落过程中起落架的变形影响远大于起落架承担载荷多少的影响。研究结果对后续起落架的设计和优化具有较大的工程实际应用价值。

关键词： 镁-锰-铈合金   微弧氧化   硅酸钠   微观结构   耐蚀性  

摘要： 采用微弧氧化(MAO)技术在含锰和稀土的ME21镁合金表面制备陶瓷膜层。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学工作站研究了电解液中硅酸钠的质量浓度(5、10和15 g/L)对MAO膜层微观结构和耐腐蚀性能的影响。结果表明:随着硅酸钠质量浓度的增大,微弧氧化过程中击穿电压降低,终止电压升高,MAO膜层表面微孔先减少后增多,总膜厚及致密层厚度先增大后减小,耐蚀性先增强后减弱。当硅酸钠质量浓度为10 g/L时,MAO膜层厚度为23.14μm,在3.5%NaCl溶液中极化电阻最大,腐蚀速率最低,耐腐蚀性能最佳。