触变成形az91d镁合金静应力腐蚀行为的研究

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1、硕士学位论文摘要AZ91D镁合金具有良好的铸造性能和力学性能，是应用最广的镁合金之一。但是其凝固温度范围宽，在传统压铸生产时容易形成缩松。和传统压铸相比，半固态触变成形技术能够显著减少或消除缩松，且成形零件的力学性能能通过热处理进一步得以提高。但是，镁是一种非常活泼的金属，在多数环境条件下都易受到腐蚀，尤其作为结构材料在使用中往往受到机械应力与腐蚀介质的共同作用，易产生应力腐蚀开裂(strcsscoⅡosioncrackjng'简称scc)。scc是一种常见的局部腐蚀，其破坏性很大。目前虽然人们对传统铸造成形镁合金的scc行为进行了研究，但仍有许多问题需要澄清，而对

2、触变成形镁合金的ScC行为还未涉及。因此，本文以半固态触变成形AZ91D镁合金为研究对象，从Nacl溶液浓度、PH值、应力(载荷)等方面对其在静载荷时的应力腐蚀行为和机理进行了初步的研究。研究结果表明：(1)与金属型铸造Az91D镁合金相比，触变成形Az91D镁合金都具有良好的抗应力腐蚀开裂的能力。由于成形工艺的不同造成二者微观组织结构上的差异，n相和B相在二者组织结构中的形态分布不同所，触变成形试样的组织中0相以网状形式分布在球状n颗粒周围，且分布的较连续，而金属型铸造试样的组织中B相分散的分布在树枝晶a基体相中。连续分布的B相作为一种边界相阻碍了腐蚀的侵入从而提

3、高了抗腐蚀能力。另外，scc敏感的杂质和缩松的量以及分布不同，触变成形试样中明显减少了缩松和杂质。(2)触变成形AZ9lD镁合金应力腐蚀过程主要分为钝化膜的破裂、点蚀、裂纹的萌生扩展和快速失稳断裂四个阶段。在整个过程中，材料表面的氧化膜和反应生成的氢在腐蚀过程中起到了重要的作用。金属型铸造试样在点蚀阶段的腐蚀速率较快，而且一旦发生点蚀，裂纹的萌生扩展速率也要比触变成形材料的快。(3)固溶和时效热处理后，触变成形Az9lD镁合金的抗应力腐蚀能力明显提高。主要表现在三个方面：一是断裂时间，断裂时间都明显长于未进行热处理的试样；二是断口形貌的不同，断口表面形貌上出现了大量

4、的片层状组织和剪切台阶，主要是由于热处理后相的析出阻碍了应力腐蚀裂纹的扩展，使得裂纹扩展速率下降，从而延长了断裂时间所造成的；三是断裂路径的改变，在断裂的过程中发现了沿晶断裂和穿晶断裂并存的现象。在固溶时效过程中由于强化相p—Mgl7All2经历了溶解与二次析出，使得该相更加细小均匀，提高了材料抵抗应力腐蚀开裂的能力。关键词：AZ91D镁合金；触变成形；静应力腐蚀；断口形貌；固溶；时效；抗应力腐蚀敏感性硕士学位论文AbstractAZ91Disoneofmemostpop“arMgalloysduetoitsgoodcastability柚dmechallicalp

5、ropenies-However，itiseasytof．o咖porositiesduringtraditionaldiecastingbecauseofits谢desolidificationtemperatureintervaI．ComparedWithme仃aditionaldiecasting，tllixofomingcaIlsign垴cantlyreduceorelimiIlateporos“ies，姐dt11emechaIlicalpropeniesofforrnedcomponentscaIlbe矗lrtherimpmvedthmughheat仃ea咖

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7、’ommately，ButMgisakindofve叮activemetalandMgalloysareeasytobecorrodedinmostofenvironmems，especiallyassmlctl】ralmaterials，magnesiumalloyssufbr丘omthecombinationactionsofmechanicalstressandcormsionmedium，ands仃esscorrosioncrachng(SCC)iseasytotakeplace．ScCisaconⅡnon10caIcorrosionandit

8、sdestructivee仃ectisverygreat．TheSCCbehaviors也etraditionalcastingMgalloyshavebeenstumed，buttherearelotsofproblemstowaitedforclari匆ing．InVestigationsaboutSCcbehaviorsofthixofbmedMga110yshavenotbeeni11volved．Therefore，inthisthesis，thestaticstressconosionbehavbrandtheSCCmechamsmofthjxofb