孟庆森
,
陈少平
,
刘奋军
,
杜正良
稀有金属材料与工程
采用电场激活固相连接工艺(FADB)实现了AZ31B镁合金与铝粉的固相扩散,观察研究了界面处扩散溶解层的微观形貌和相组成以及界面处元素交互扩散分布情况,测试了扩散溶解层的表面硬度和耐腐蚀性,探讨电场对AZ31B/Al固相扩散的影响.研究结果表明,在FADB条件下,AZ31B/Al结合界面处形成的扩散溶解层由均匀共晶层-溶解过渡层和胞晶区构成;外加电场通过降低界面处生成物的激活能,促进了Mg-Al间的扩散反应,所形成的锯齿状结构有利于提高界面连接强度;试样表面的平均硬度及耐腐蚀性能均高于镁合金母材.
关键词:
AZ31B
,
铝
,
电场
,
扩散溶解
,
共晶层
刘奋军
,
杜正良
,
陈少平
,
孟庆森
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.05.006
应用电场激活扩散连接技术(FADB)进行AZ31B与铝的固相连接,研究电场条件下结合界面快速形成的微观结构及其力学性能.采用OM、SEM、EDS及XRD等分析扩散溶解层的微观组织、成分分布和剪切断口形貌及相组成,并利用显微硬度计和微机控制电子万能试验机对接头界面扩散区显微硬度和接头抗剪强度进行分析.研究结果表明,激活电流降低扩散界面金属化合物生成的激活能,促进Mg-Al间的扩散反应,形成的梯度扩散溶解层对提高接头抗剪切强度有显著影响.在温度为450 ℃,时间为50 min,电流密度为80 A/cm2时,过渡层宽度达120μm,接头抗剪强度最大值35 MPa.
关键词:
AZ31B
,
铝
,
固相扩散
,
电场激活
,
力学性能
杜正良
,
刘奋军
,
陈少平
,
孟庆森
材料热处理学报
应用电场激活扩散连接技术(FADB)实现AZ31B与Al的连接.研究了电场对AZ31B/Al结合界面扩散反应和扩散溶解层结构的影响.采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线能谱与X射线衍射仪等方法分析了扩散溶解层的显微组织、相组成和元素分布.结果表明,在FADB条件下以铝粉为中间层时扩散溶解层由均匀共晶层、过渡层和胞状晶组成;以铝箔为中间层时由镁合金侧共晶层和铝侧过渡层构成.电场强度对扩散溶解层宽度和形态均有显著影响.溶解层随电流密度升高而变宽.以铝粉为中间层在温度450℃,时间50 min,电流密度80 A·cm~(-2)时过渡层宽度为120 μm,为未施加电场时的12倍.电流对共晶层内晶粒尺寸有显著影响.当电流密度由28 A·cm~(-2)升至48 A·cm~(-2)时,点状晶粒晶粒尺寸由2μm降至0.5μm.
关键词:
A231B
,
Al
,
固相扩散
,
电场
,
扩散溶解
刘奋军
,
傅莉
,
张纹源
,
孟强
,
董春林
,
栾国红
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00297
采用搅拌摩擦焊(FSW)对厚度为2mm的2099-T83与2060-T8 Al-Li合金进行搭接.利用OM和SEM等分析技术探讨搅拌头转速和搅拌针长度对搭接接头界面结构与力学性能的影响.结果表明,2099-T83/2060-T8搭接接头焊缝区可观察到明显的结合界面,焊缝区显微硬度低于母材,且在热机影响区与焊核区的过渡区硬度最低.当搅拌头转速由600 r/min增加到800 r/min,且搅拌针长度由3.0mm减小至2.5mm时,界面形貌由光滑界面转变成“锯齿状”咬合界面,焊缝区结合界面形貌主要受搅拌针长度影响,“锯齿状”咬合界面搭接接头平均破坏载荷为654N.搭接接头均在底部母材2060-T8侧热机影响区与焊核区的过渡区断裂,断裂特征为韧-脆混合断裂.“锯齿状”咬合界面搭接接头经150℃,保温20 h人工时效处理后,焊缝区显微硬度有所提升,接头承载能力较未经人工时效处理的降低了20％,断口呈现脆性断裂模式.
关键词:
2099-T83 Al-Li合金
,
2060-T8 Al-Li合金
,
搅拌摩擦焊接
,
人工时效处理
,
界面形貌
,
接头强度
刘奋军
,
姬妍
,
孟庆森
,
李增生
材料保护
目前,在镁合金表面以固态铝粉包埋镁合金基体,采用真空热扩渗方法制备合金化涂层的研究不多.采用真空热扩渗技术在镁合金表面成功制备了改性涂层,采用扫描电镜(SEM)观察了涂层的微观组织形貌,采用X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)、显微硬度和电化学腐蚀试验考察了涂层的形貌、成分及耐蚀性能.结果表明:所得涂层与基体呈冶金结合,结合界面光滑平整,局部存在一定的微裂纹.改性层由镁-铝共晶反应产物α-Mg、Al12Mg17和Al3Mg2金属间化合物组成,改性层显微硬度及耐氯离子腐蚀性能较基体得到明显提升.
关键词:
AZ31B
,
真空热扩渗铝
,
微观组织
,
显微硬度
,
耐腐蚀性能
刘奋军
,
孟庆森
,
李增生
稀有金属
采用激光熔敷和搅拌摩擦加工相结合的方法在AZ31B镁合金表面分别制备了Cu+Al和Si+Al改性层.通过SEM、XRD、显微硬度测试以及电化学腐蚀对表面改性层的微观组织、相组成、显微硬度及耐腐蚀等性能进行分析.结果表明,用Cu+Al和Si+Al粉末制备的改性层化合物分别主要由 β-Al12Mg17及少量的AlCu4、AlMg和Mg2Si、AlMg及少量的β-Al12Mg17组成.搅拌摩擦加工改性层与镁合金基体结合良好,表面平整光滑、组织均匀细小.与镁合金基体相比,表面改性层的显微硬度和耐腐蚀性能均得到明显提高,经搅拌摩擦加工之后的添加Si+Al混合粉末改性层的HV显微硬度值最高可达2.96 GPa,比母材提高了385.3％;添加Cu+Al混合粉末改性层的自腐蚀电位最高可达-0.975 V,比母材提高了37.4％.
关键词:
AZ31B镁合金
,
激光熔敷
,
搅拌摩擦加工
,
显微硬度
,
耐腐蚀性能
刘奋军
,
孟庆森
,
李增生
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64353-4
通过真空热扩渗技术在AZ31B镁合金表面制备一层合金化涂层。采用OM、SEM、EDS及XRD等方法分析合金化涂层的显微组织、成分和相组成，并利用显微硬度计和PS?168a型电化学腐蚀测试系统分别对合金化涂层的显微硬度和耐腐蚀性能进行测试分析。研究结果表明：恒温条件下，随着保温时间的延长，在 AZ31B 镁合金表面可以形成合金化涂层。随着保温时间的延长，涂层与基体之间结合界面形貌由平直结合转变成“锯齿”状咬合；且合金化涂层与基体之间存在明显的过渡层，过渡层逐渐变宽。EDS及XRD分析结果表明，合金化涂层为Mg?Al共晶组织α-Mg和β-Al12Mg17，合金化涂层的平均显微硬度比基体的平均显微硬度提高了113%；自腐蚀电位也由基体的?1.389 V提高到?1.268 V。
关键词:
AZ31B镁合金
,
真空热扩渗
,
表面合金化
,
显微硬度
,
耐蚀性
