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第4卷 第3期2007年06月装备环境工程E QU IP M ENT ENV I RONM ENTA L E NG I NEER I NGAZ63镁合金牺牲阳极的研究进展苏鹏,杜翠薇,李晓刚,陈旭(北京科技大学材料科学与工程学院腐蚀与防护中心,北京100083)摘要:镁合金牺牲阳极近年来发展速度很快,应用的领域也越来越广。
其中AZ63镁合金牺牲阳极以电流效率高,发生电量大,工作电位稳定,表面溶解均匀等优异的性能得到了越来越广泛的应用。
综述了近年来国内外在AZ63镁合金牺牲阳极研究领域的进展。
重点介绍了不同合金元素对AZ63镁合金牺牲阳极的性能影响,及AZ63镁合金牺牲阳极在不同介质环境中的电化学性能的研究及应用进展。
并探讨了在研究过程中存在的问题,展望了以后的发展方向。
关键词:AZ63镁合金;牺牲阳极;电化学性能;综述中图分类号:TG174.41 文献标识码:A 文章编号:1672-9242(2007)03-0101-04收稿日期:2007-04-26基金项目:国家自然科学基金十五重大项目(50499333);国家科技基础条件平台建设项目(2005DKA10400)作者简介:苏鹏(1983-),男,河南洛阳人,硕士研究生,研究方向为镁合金牺牲阳极在土壤中的腐蚀性。
P rocess on t he Investigation of AZ 63M g -based A lloy Sacrificial anodeSU P eng,DU Cui -w ei ,LI X iao -gang,C H E N X u(U n i v ers it y o f Science and T echno l ogy Beiji ng ,Be iji ng 100083,Ch i na)Abstract :In recent years ,M g all oy sacrificial anode m akes fast prog ress .A nd its app licati on field w as l a rger and larg er .A Z63M g -based all oy sacrific i a l anode w ith exce llent property had a l so been used m ore and m ore w i dely .AZ63has the characte ristics of high electr i c ity e fficiency ,b i g quantity o f electr icity generati on ,and stable w ork i ng po ten tia.l T he prog ress on the st udy o fAZ63M g-based all oy sacrificial anode was ove rv ie w ed .The i nfl uences o f a lloy i ng e l em ents on the pe rf o r m ances o f t he A Z63anode ,and the research and app licati on progress o f t he e l ectrochem i ca l pe rf o r m ance o fA Z63anode i n various m ed i u m s we re i ntroduced w it h e m phasis .T he ex -isti ng prob le m s i n t he current research w ere d iscussed .The prospect o f the deve l op m ent trends o fA Z63w as presented .K ey w ords :AZ63M g -a ll oy ;sacr ific i a l anode ;electrochem ica l perfor m ance ;ov erv ie w镁合金牺牲阳极的共同特点是密度小、理论电容量大、电位负、极化率低,对钢铁的驱动电压很大(>0.6V ),适用于高电阻率的环境介质中,如高电阻率的土壤和淡水中。
镁合金铸态和挤压态组织观察的操作及组织观察一、实验目的1掌握镁合金组织金相制作的方法2了解镁合金的显微组织特征二、概述镁合金的密度是钢的23％，铝的67％，塑料的170％，是金属结构材料中最轻的金属，镁合金的屈服强度与铝合金大体相当，只稍低于碳钢，是塑料的4~5倍，其弹性模量更远远高于塑料，是它的二十多倍，因此在相同的强度和刚度情况下，用镁合金做结构件可以大大减轻零件重量，这点对航空工业，汽车工业，手提电子器材均有重要意义。
镁合金是以金属镁为基，通过添加一些合金元素形成的合金系，通常可分为二元、三元及多组元系合金。
二元系如Mg-Al，Mg-Zn，Mg-Mn，Mg-RE，Mg-Zr等；三元系如Mg-Al-Zn，Mg-Al-Si，Mg-Al-RE等；多元系如Mg-Th-Zn-Zr，Mg-Ag-Th-RE-Zr等。
因为大多数合金含有不止一种合金元素，所以实际上为了分析问题方便，也为了简化和突出合金中最主要的合金元素，习惯上依据镁与其中的一个主要合金元素，将其划分为二元合金系。
对于AZ31镁合金的腐蚀，早期的研究主要集中在合金元素对腐蚀性能的影响上。
近几年来随着加工及表面处理技术的进步，合金耐蚀性的研究越来越集中在通过新型的加工技术（如快速凝固技术、半固态成型技术等）和表面处理技术（如化学转化、阳极氧化、微弧氧化等）来直接或间接的提高AZ31镁合金的耐蚀性能。
总而言之提高合金耐蚀性的途径主要从以下几个方面入手：减少镁合金杂质含量，提高镁合金的纯度；采用快速凝固、热处理与合金化改性等方法细化合金组织，使成分均匀化。
因此，了解镁合金组织，对于提高镁合金质量、防止镁合金腐蚀有重要的意义。
三、铸态镁合金的组织AZ31镁合金属于典型的亚共晶合金，其凝固区间约为60℃，铸造过程中凝固时间短，冷却速度快，因此无论采用何种方式，其凝固收缩均难以补偿，加之Al元素在镁合金中的扩散速度极慢，凝固过程十分复杂，而镁合金组成相的含量、分布、形态、成分等因素与合金的腐蚀性能密切相关。
不同压力下AZ31镁合金的凝固组织及性能变化我国的镁矿资源丰富，是原镁生产大国，但在镁资源利用上依然停留在原镁生产阶段，对于高质量镁合金制备等深加工方面，我国依然显著落后于世界先进水平，我国镁行业迫切需要提高自己的实力。
标签：压力；镁合金；组织；性能0 引言本文选用AZ31镁合金作为课题研究对象，基于加压凝固基础理论及影响机制，分析研究了加压对镁合金凝固组织变化特征以及性能的影响，其不仅对控制镁合金凝固组织进而改善性能具有积极意义，而且对进一步丰富镁合金凝固理论都也具有一定影响。
1 实验条件和方法本实验选用AZ31镁合金，主要化学成分（质量百分比）见表1。
采用一端封闭的不锈钢管作为浇铸的模型，本实验采用的压力条件分别是常压，静压，离心压力。
选用高纯石墨坩埚作为AZ31合金熔炼容器，设定熔炼温度为720℃。
合金熔炼过程中使用2#溶剂进行熔体的保护和除渣处理。
待合金完全熔化后浇注入预热的管子中，浇注时采用氩气保护，浇铸温度670℃～685℃。
静压力是通过管式加热炉的加热区域控制镁合金熔体的施加静压的高度，通过熔体自重来补缩，获得在不同熔体深度下具有不同的静压头作用的凝固组织。
离心压力凝固是将浇注冷却的管子封闭后加热至合金融化，放入转速为1400r/min的离心设备上进行离心加压使得合金完全凝固。
注意，管子在放入井式加热炉之前要用石棉布包裹，确保管子拿出井式炉未开始离心凝固之前管子内的合金处于液态。
为了明显的对比两种工艺的优缺点，静压力凝固的铸件取样沿重力方向的底部位置，离心压力凝固的铸件取离旋转中心远的边部位置。
试样磨制，抛光和腐蚀后，在奥林巴斯金相显微镜和日产S-3400N型的扫描电镜下观察显微组织，利用型号为D/max2200PC的XRD衍射仪对不同凝固条件制备成的金相试样进行相成分测试，确定相组成。
使用型号HX-1000TM的显微硬度计进行硬度测试。
在型号Instron8801的拉伸机上测试力学性能。
镁合金微观组织和力学性能与成分设计相关性分析镁合金是一种重要的结构材料，具有低密度、高比强度和高特殊刚度等优点。
然而，由于其低的塑性变形和低的抗蠕变性能，镁合金在高温、高负载和高应变率下的应用受到了限制。
为了改善镁合金的力学性能，研究人员进行了大量的工作，其中关注镁合金的微观组织和成分设计对其力学性能的影响。
镁合金的微观组织是由晶粒和第二相组成的。
晶粒尺寸和晶界对材料的力学性能有显著影响。
通常，较小的晶粒尺寸可以提高材料的强度和韧性。
一方面，较小的晶粒尺寸可以增加晶界和位错的数量，从而阻碍位错的运动，增加材料的强度。
另一方面，较小的晶粒尺寸可以增加晶界的长度，从而增加材料的韧性。
因此，在设计镁合金的微观组织时，可以通过合理地控制固溶处理温度和时间来控制晶粒尺寸。
第二相是指在镁基体中稳定存在的弥散相或析出相。
第二相的存在可以显著改善镁合金的力学性能。
根据不同的应用要求，可以选择不同类型的第二相。
一些常见的第二相包括Mg17Al12、Al2Ca、Mg2Si、MgB2等。
这些第二相可以通过添加合适的合金元素或通过合理的热处理来形成。
例如，通过添加少量的Al元素，可以形成Mg17Al12相，可以显著提高镁合金的强度和硬度。
通过适当的热处理，可以实现第二相的析出和弥散分布，从而提高材料的韧性。
成分设计是指选择适当的合金元素和控制其含量以实现所需的力学性能。
合金元素的选择和含量对材料的晶体结构和晶粒尺寸有重要影响。
例如，在镁合金中添加较少的Al和Zn元素可以稳定Mg2Si相的形成，从而细化材料的晶粒尺寸。
另外，通过适当的合金元素选择和含量控制，还可以实现相的稳定和细化。
除了微观组织和成分设计外，固溶处理和热处理也是优化镁合金力学性能的重要手段。
通过合适的固溶处理工艺，可以实现合金元素的固溶和固液平衡，从而控制组织的稳定和晶粒的生长。
热处理是指在一定的温度和时间条件下对材料进行加热和冷却处理，以实现组织和力学性能的调控。
半固态触变注射成型镁合金组织性能分析(doc 6页)半固态触变注射成型镁合金组织性能分析摘要：本文对半固态触变注射成型镁合金AZ91D 的组织与性能进行了分析，结果表明，该成形法所生产的镁合金产品的组织及力学性能均优于压铸产品，从而为应用半固态触变注射成型法进行镁合金汽车零部件的生产奠定基础。
关键词：触变注射成型镁合金组织力学性能1 引言近年来，随着对绿色、环保等方面要求的提高，镁合金以其重量轻、比强度高、比刚度高、减震性好、耐电磁屏蔽、易回收等特点从众多金属材料中脱颖而出，广泛的应用于航空、航天、电子和汽车等行业。
目前，镁合金应用的两大热点产业是电子业和汽车业。
一方面，用于“3C” (Computer、Communication、Consumption Electronics Product s)产品的壳体，有逐渐取代可回收性较差的塑料壳体的趋势；另一方面，作为实际应用中最轻的结构金属，镁合金能够满足交通运输业日益严格的节能和尾气排放要求，从而生产出重量轻、耗油少、环保的新一代交通工具。
国内外广泛采用的镁合金成形方法为压铸法。
压铸镁合金产品具有尺寸稳定性好、生产率高等优点，但也具有夹杂多、气孔多、成形后难热处理、尺寸近净成形差等不足。
采用压铸法制造的零件很难满足诸如用于“ 3C”产品中所广泛使用的薄壁壳体类零件以及用于汽车工业中的高性能镁合金零部件的要求。
同压铸法相比，半固态方法制造的产品具有铸造缺陷少，产品的力学性能、尺寸精度、表面和内在质量高等优点，此外还有节约能源、安全性好、近净成形性好等优点。
目前世界上已经成功工业化的镁合金半固态成型技术是触变注射成型技术[1]。
长春华禹镁业有限公司是我国最早引进此项技术的厂家，本文利用该公司的触变注射成型机制备试样，对触变注射成型镁合金的组织及力学性能进行了分析，从而为公司下一步进行汽车用高性能镁合金的研究开发作适当的技术储备。
2 半固态触变注射成型技术的原理及工艺过程2.1 半固态触变注射成型技术的原理在普通铸造过程中，初晶以枝晶方式长大，当固相率达到0.2 左右时，枝晶就形成连续网络骨架，失去宏观流动性。
