关键词： 超声振动辅助剪切   响应面法   多目标优化   改进灰狼算法   最小二乘支持向量回归  

摘要： 目的为实现镁合金板材超声振动辅助剪切过程的工艺参数优化和质量预测,提出了一种多目标优化及决策方法,建立了多目标质量预测模型。方法综合考虑经济成本及断面质量等因素,确定了最大剪切力、塌角宽度和毛刺高度为剪切质量的评价指标。依据正交实验结果建立了剪切质量关于各工艺参数的数学响应模型并进行分析,采用改进的多目标灰狼优化(MOGWO)算法进行寻优,利用基于熵权-TOPSIS法对优化后的非支配解进行综合评价,获得了最优工艺参数解。最后基于多输入多输出最小二乘支持向量回归机(MLSSVR),以3个工艺参数为输入、3个评价指标为输出建立了剪切质量预测模型。结果在此范围内,最大剪切力和塌角宽度主要受剪刃间隙和超声振幅的影响,随剪刃间隙的增大而增大,随超声振幅的增大而减小;而毛刺高度则主要受板材温度的影响。在此基础上,根据剪切质量的数学响应模型确定最佳工艺参数为:板材温度为250℃、剪刃间隙为8%板厚、超声振幅为10μm。MLSSVR质量模型精度达95%以上,并且能综合考虑各工艺参数与各评价指标之间的影响,具有较高的预测精度和泛化能力。结论超声振动辅助剪切(UVS)可有效提高板材剪切断面质量,所提方法对于寻求最佳板材剪切工艺参数具有一定的参考价值。

关键词： grain refinement   MgO nucleation particles   AZ31 alloy   addition temperature   dispersion behavior  

摘要： The effect of addition temperature of MgO particles(MgOp)on their dispersion behavior and the efficiency of grain refinement in AZ31 Mg alloy was *** addition,the grain refinement mechanism was systematically studied by microstructure characterization,thermodynamic calculation,and analysis of solidification *** results show that the grain size of AZ31 Mg alloy initially decreases and then increases as the MgOp addition temperature is increased from 720 to 810℃,exhibiting a minimum value of 136μm at 780℃.The improved grain refinement efficiency with increasing MgOp addition temperature can be attributed to the reduced Mg melt viscosity and enhanced wettability between MgOp and Mg ***,a corresponding physical model describing the solidification behavior and grain refinement mechanism was proposed.

关键词： 镁合金   长周期相   腐蚀性能  

摘要： 镁合金中添加稀土元素会形成一种长周期堆垛有序(LPSO)结构,这种特殊第二相的存在可以显著提高镁合金的力学性能和腐蚀性能。早期对镁合金的研究都集中在力学性能的研究,镁合金显微组织对其腐蚀性能的影响并没有更深入的了解。LPSO相在镁合金腐蚀过程中的作用还需要进一步研究。总的来说影响含LPSO相镁合金腐蚀行为的因素主要包括镁合金基体合金元素、加工工艺、LPSO相的类型、体积分数和分布。

关键词： 镁合金   柱状晶取向   加载方式   拉伸孪生   压缩孪生  

摘要： 利用定向凝固技术,制备了生长取向为〈2110〉的柱状多晶Mg-6.3Gd合金和生长取向为〈3214〉的柱状多晶Mg-8.2Gd合金,并研究加载方式(拉伸、压缩)、柱状晶取向与力学性能之间的相关性。结果表明:拉伸载荷下,〈2110〉取向柱状晶的基面〈a〉滑移Schmid因子(Fs)低于0.051、柱状晶内启动{1011}压缩孪生协调应变,因此,Mg-6.3Gd合金屈服强度较高(为176 MPa),但伸长率仅8%;〈3214〉取向柱状晶的基面〈a〉滑移Fs高于0.46、柱状晶内启动{1012}拉伸孪生协调应变,因此,Mg-6.3Gd合金屈服强度较低(为57 MPa),但伸长率达到22%。压缩载荷下,两种取向合金启动{1121}和{1012}两种拉伸孪生协调应变,具有较高的形变硬化能力,抗压强度(分别为309 MPa和301 MPa)较屈服强度分别提高214 MPa和219 MPa,且具有较高的塑性。

关键词： AZ31镁合金   模拟   不对称挤压   剪切变形  

摘要： 通过Deform 3D软件模拟了AZ31镁合金不对称挤压变形工艺过程。结果表明,设置不同水平长度流动距离促使材料不对称地流入挤压通道,进而形成不对称剪切变形,出现应变及应力集中分布的不对称性,促使材料晶粒沿着剪切面偏转,获得细晶、弱织构的高性能镁合金坯料。

关键词： 镁合金   锑酸盐   化学转化涂层   耐腐蚀性能  

摘要： 采用化学转化法,在KSb(OH)6和H_(2)O_(2)存在下,在AZ31B合金表面成功制备了同时含有Sb(V)和Sb(Ⅲ)的涂层。研究了锑酸盐转化涂层经添加C6H11O7K和后处理后涂层表面形貌变化及其对腐蚀性能的影响。分别用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、Raman光谱和光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对涂层的成分、表面形貌和晶体结构进行了表征,采用动电位极化曲线测试,以及中性盐雾试验评估了涂层的抗腐蚀性能。结果表明:涂层主要成分含有Mg^(2+)、Al^(3+)、K^(+)、[Sb(OH)_(6)]^(-)和Sb(Ⅲ)。当KSb(OH)_(6)与C6H11O7K的浓度比为2:1时,有助于涂层的生长;随着KSb(OH)_(6)溶液浓度的增大,涂层的Sb含量增大,生长速度加快;涂层的最低腐蚀电流密度为1.50×10^(-6)A/cm^(2);经过8-羟基喹啉和硅酸钠混合溶液的后处理,腐蚀电流密度进一步下降到6.00×10^(-7)A/cm^(2),中性盐雾试验由24 h提高到120 h以上,明显地改善了镁合金的耐腐蚀性能。

关键词： 镁合金   微观结构   复合涂层   涂层附着力   矿化处理  

摘要： 镁及其合金因为其低密度应用于诸多领域,但镁合金耐腐蚀性较差。环氧树脂作为一种优良的耐腐蚀涂层广泛应用于镁合金表面,但环氧树脂附着力有待提升。本文采用一种新的矿化方法,系统研究在Mg⁃3Nd合金表面添加环氧树脂/矿化膜复合涂层对力学性能的影响和环氧树脂/矿化膜复合涂层与单层的环氧树脂涂层在Mg⁃3Nd合金表面附着力的变化。研究结果表明:通过拉伸试验可以得知,Mg⁃3Nd合金与表面添加环氧树脂/矿化膜复合涂层的Mg⁃3Nd合金的力学性能强度差距不足1%;通过对涂覆环氧树脂/矿化膜复合涂层与单层的环氧树脂涂层的Mg⁃3Nd合金进行不同拉伸程度测试,可以发现环氧树脂/矿化膜复合涂层的附着力要大于单层环氧树脂涂层;在拉脱实验中环氧树脂/矿化膜复合涂层的抗拉脱性能是环氧树脂涂层的4.84倍,证明合金表面的环氧树脂/矿化膜复合涂层具有优异的附着力。

关键词： 微弧氧化   镁合金   能耗   耐蚀性  

摘要： 微弧氧化可提高镁合金表面的耐腐蚀性,但微弧氧化存在能耗高的不足,限制其在镁合金部件上的大规模应用。为降低微弧氧化的能耗,采用脉冲微弧氧化电源在AZ31B镁合金表面制备微弧氧化膜层,通过盐雾实验、电化学测试、扫描电镜等表征手段,研究恒流模式下电参数(频率、占空比、电流密度)对膜层单位能耗和耐蚀性能的影响。结果表明,频率对膜层单位能耗影响较小,但频率越高,膜层耐蚀性能越好;占空比对能耗的影响比较明显,随占空比的升高,膜层单位能耗减小,但耐蚀性能降低;电流密度也显著影响能耗,电流密度越大,膜层单位能耗越大,但电流密度变化对膜层的耐蚀性能影响较小。

关键词： 超音速等离子喷涂   Al-Al_(2)O_(3)复合涂层   镁合金   孔隙率   耐腐蚀性能  

摘要： 镁合金的耐腐蚀性能差,在工程应用中往往因腐蚀而发生失效,通过表面工程技术对镁合金进行表面改性或防护,是工程应用中采用的重要手段。本工作采用超音速等离子喷涂(Supersonic plasma spray,SPS)工艺在AZ61镁合金表面制备Al-Al_(2)O_(3)复合涂层,其中Al_(2)O_(3)的质量分数分别为30%、50%和70%(下文简称AA30、AA50、AA70)。研究了Al_(2)O_(3)含量对Al-Al_(2)O_(3)复合涂层微观组织、孔隙率、电化学性能以及盐雾耐腐蚀性能的影响。结果表明,涂层的表面呈现熔滴铺展堆叠形成的浪花状形貌,粉末熔化充分,涂层内部结合紧密,各涂层均由Al、α-Al_(2)O_(3)和γ-Al_(2)O_(3)三种物相组成。AA70涂层的孔隙率较AA30和AA50明显升高,达到了6.71%;电化学极化试验研究表明,各涂层比AZ61镁合金基体表现出更高的电极电位和较低的自腐蚀电流密度,AZ61镁合金基体自腐蚀电流密度为5.144 mA·m^(-2),而AA30、AA50和AA70的自腐蚀电流密度分别为2.950 mA·m^(-2)、3.084 mA·m^(-2)和2.496 mA·m^(-2),三种涂层相比母材AZ61表现出较低的电化学腐蚀速率。电化学阻抗测试结果表明,三种涂层的R ct达到了AZ61镁合金基体的两倍左右,显示出较低的阳极溶解活性。在盐雾试验中,AZ61镁合金基体产生大量的腐蚀产物和龟裂纹;涂层AA30和AA50由于腐蚀产物的积累产生了大量裂纹,在涂层与基体的界面处发生了电偶腐蚀,最终随着基体表面的腐蚀,涂层产生了剥落;涂层AA70腐蚀程度最小,表现出最佳的抗腐蚀性能。

关键词： 镁合金   防护涂层   医疗植入器械  

摘要： 镁合金具备良好的力学性能、可降解性及生物安全性,近些年在医疗植入器械领域展现出巨大的优势和应用前景。然而,镁合金降解过快严重限制了镁合金植入器械的应用。防护涂层由于制备便捷及低成本的优势,被认为是降低镁合金降解速率的有效方法。该研究旨在通过对不同性质分类镁合金植入器械涂层的附着力、耐蚀性、生物相容性等方面的应用优势及其应用过程中存在问题的综述,为医用镁合金植入器械防护涂层的发展提供参考。