黄河科技学院材料成型毕业论文 - 图文(5)

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2.4.2 显微硬度测试

显微硬度测试HVS-1000型数显显微硬度(图2.12)计上进行。每个试样打5个点，求其平均值。所加载荷为0.98N，加载持续时间为30s。显微硬度测试仪的压头要打在基体的晶粒内部，而不是晶界上。

图2.12 HVS-1000型数显显微硬度计

2.4.3 失重腐蚀速率测定

采用失重法测定镁合金在腐蚀介质中的腐蚀速率。将试样悬挂在浓度为3.5wt% NaCl溶液中96h，取出后用CrO3＋Ba(NO3)2+蒸馏水清除试样表面的腐蚀产物，然后再用丙酮和无水酒精清洗，吹风机吹干后在万分之一的电子分析天平上秤取试样前后的重量，平行试样数量为3个，测试腐蚀速率后求其平均值。用下式计算腐蚀速率：

v?W0?W1 (2-1)

St式中： v——失重法腐蚀速率，g/m2h；

W0——腐蚀试验前金属质量，g；

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W1——腐蚀试验后并去除腐蚀产物后的金属质量，g；

S——试样表面积，m2；

t——腐蚀试验时间，h。

2.4.4 电化学腐蚀性能测试

电化学腐蚀性能采用RST5000电化学工作站，如图2.13所示。采用标准的三电极体系，试样为工作电极，铂电极为辅助电极，甘汞电极为参比电极，在3.5wt%NaCl溶液中测定合金的塔菲尔曲线，通过拟合得出合金的腐蚀电位。

所用试样表面经丙酮清洗，非测试面用硅橡胶密封。

图2.13 电化学工作站

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3 结果与讨论

3.1 AZ91D镁合金渗层的表面形貌

图3.1 表面有坑洼试样

经过上述指定时间的热扩渗处理后发现部分470℃的试样表面出现坑洼现象如图3.1，个别的还相当严重几乎全部烧毁，问题存在的可能性原因是在热处理过程中渗剂没能将没能充分的试样盖严实，热扩渗温度过高亦或者是电阻炉本身的封闭性达不到要求等原因。

故需进行二次烧制，改进了上述可能的情况后用同样的方法进行烧制，烧制后获得的试样表面较好，很少有表面坑洼现象 3.1.1 原AZ91镁合金试样表面形貌

图3.2为原AZ91镁合会的形貌特征，a为放大倍数较小的形念组织，可见为黑白相问的组织，根据前面分析可知，该组织是初生α-Mg基体及晶界共晶体(由α-Mg相和β-Mg17A112相)组成，还有少量的二次β相。图b为放大倍数较大的显微组织，可以清晰的看出，其中大块的晶粒是先析出的α-Mg固溶体，在先析出的α-Mg固溶体的晶界处白色的并具有黑色轮廓线的相是非平衡凝固产生的β-Mgl7All2相离异共晶体(共

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晶组织中的α-Mg依附在原有先析出的α-Mg相上)，β-Mgl7All2相以不规则的块状分布在晶界上。

a (100×) b (500×)

图3.2 AZ91镁合金的组织形貌图

3.1.2 渗铝后的AZ91D镁合金表面形貌

镁合金经过渗铝后，其组织形态与原AZ91相比有了很大不同，其显微组织如图3.3所示。渗层组织出现了很多棒状相，棒的直径大约有几个微米。组织中还分布着粒状块状体。过度层组织与基体组织相比，发现组织中分布着许多分布物，有的呈块状，有的呈棒状，较渗层的组织偏少。

图3.3 试样组织形貌图

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图3.4是经440℃，4h小时扩渗处理后试样截面的扫描电镜照片，图3.4a为渗层表面形貌，图3.4b为测量的渗层厚度。可见，镁合金表面形成了厚度约3μm的渗层，且比较致密。在基体内部，铝含量低且相对平稳，在渗层区域，Mg含量减少，A1含量急剧增加，这进一步证实了通过热扩渗处理后，Al元素扩散到镁基体内部，并形成了一定厚度的Al扩渗层。

(a) 渗层表面 (b)渗层厚度

图3.4 AZ91D表面Al扩渗组织与渗层形态

图中，AZ91D表面Al扩渗组织表面白色组织为Al，有上图看出，表面的Al扩渗层已基本形成，只是厚薄不是很一致。但整体来看扩渗层基本形成应具有一定的保护能力。根据Mg-A1合金相图，在平衡冷却条件下当Al含量超过12.7%时，Mg17A112的相对量随Al含量的增加而增加。与AZ91D镁合金基体相比，上图中试样表面的Al含量有所增加，随着加热温度的提高和加热时间的增加，渗层厚度有所增加，但由于加热时间有限深层厚度增加不是很多。 3.1.3 AZ91D镁合金渗A1-Zn层的表面形貌

由Mg-Al相图和Mg-Zn相图所示，Zn、Al元素均在镁基体中具有一定含量的固溶度且可以和镁元素形成多种化合物，这是形成渗层的首要基本条件(渗入元素必须能够