鎂合金力學(xué)強度與耐蝕性協(xié)同提升研究獲進(jìn)展
2021年08月17日 9:18 10937次瀏覽 來源: 中國有色金屬報 分類: 鎂資訊
近日,中國科學(xué)院金屬研究所核用材料與安全評價重點實驗室研究員許道奎團(tuán)隊與南京工業(yè)大學(xué)教授信運昌課題組合作,在高強高耐蝕鎂合金材料研究方面取得進(jìn)展??蒲腥藛T采用多道次三向壓縮技術(shù)制備孿晶組織,通過對壓縮路徑及道次應(yīng)變的獨特設(shè)計,利用12道次低應(yīng)變和高應(yīng)變循環(huán)交替壓縮,在AZ80鎂合金中制備出平均片層厚度約為200nm的高密度孿晶組織,使平均晶粒尺寸從初始材料的33mm左右細(xì)化至300nm,其抗拉強度高達(dá)469MPa,是目前已報道該系列鎂合金中強度最高的。利用高密度超細(xì)孿晶組織細(xì)化晶粒,避免了非平衡晶界對耐腐蝕性能的不利影響,并改變了β-Mg17Al12相的形貌及分布。β-Mg17Al12析出相呈顆粒狀,細(xì)小且均勻分布在鎂基體中,顯著抑制了局部腐蝕的發(fā)生,將腐蝕速率降低了一個數(shù)量級。
鎂合金的密度是鋼鐵的1/4、鋁合金的2/3,是最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一,而低的絕對強度和耐蝕性限制了其實際工程應(yīng)用。通常采用的劇烈塑性變形(SPD)方法對鎂合金強度的大幅提升較為有效,可制備出超細(xì)晶超高強鎂合金。然而,具有密排六方結(jié)構(gòu)鎂合金較差的冷變形能力,需要在較高溫度條件下進(jìn)行SPD加工處理,易造成晶粒長大,難以獲得超細(xì)晶組織。傳統(tǒng)SPD制備的超細(xì)晶所形成非平衡晶界會顯著降低鎂合金的耐蝕性。此外,傳統(tǒng)SPD制備的超細(xì)晶鎂合金樣品尺寸小,難以在工程中獲得應(yīng)用。以往研究表明,孿晶組織可用于細(xì)化晶粒,提高強度,且孿晶界的能量低,不會對鎂合金耐腐蝕性能造成顯著影響。然而,鎂合金中易啟動的拉伸孿晶界面在應(yīng)力作用下易長大和合并。因此,高密度超細(xì)孿晶組織的制備是亟須解決的關(guān)鍵問題。
責(zé)任編輯:淮金
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