AZ31镁合金固态扩渗La2O3+Zn渗层组织演化过程研究

作     者：周立玉 李秀兰 王宣 曾洪亮 余杰 ZHOU Liyu;LI Xiulan;WANG Xuan;ZENG Hongliang;YU Jie

作者机构：四川轻化工大学机械工程学院宜宾644000 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2020年第34卷第18期

页      面：18093-18097页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(51701133) 四川省教育厅重点项目(18ZA0348) 四川理工学院人才引进项目(2017RCL07) 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室项目(GK201911) 钒钛资源综合利用四川省重点实验室项目(2018FTSZ25) 

主　　题：AZ31 固态扩渗 La 2O 3 Zn 作用机理 物理模型 

摘      要：通过在AZ31镁合金表面固态扩渗La 2O 3+Zn,研究扩渗层的组织演化特征,揭示La 2O 3在扩渗过程中的作用机理。对AZ31镁合金在390℃下进行4 h的表面固态扩渗La 2O 3+Zn粉末,La 2O 3在扩渗剂中的质量分数分别为0.0%、0.2%、0.4%、0.6%。通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪,研究随La 2O 3含量的变化,渗层的形貌特征和物相组成的变化规律。随扩渗剂中La 2O 3含量的增加,渗层组织发生了明显的变化。当扩渗剂中无La 2O 3时,AZ31镁合金表面无渗层出现;当扩渗剂中La 2O 3的质量分数为0.2%时,在AZ31镁合金表面可观察到有明显的渗层,渗层主要由Mg 0.97 Zn 0.03+MgZn+Mg 2Zn 3+MgZn 2组成。当La 2O 3在扩渗剂中的质量分数超过0.4%以后,AZ31镁合金基体消失,渗层组织中的物相不再发生变化,Mg 2Zn 11+Mg 0.97 Zn 0.03+MgZn+Mg 2Zn 3+MgZn 2主要存在于渗层中。随扩渗剂中La 2O 3含量的增加,渗层组织变得粗大,Mg 0.97-Zn 0.03和Mg-Zn化合物分别减少和增加,渗层中主要物相为MgZn。建立了AZ31镁合金表面固态扩渗La 2O 3+Zn粉末的扩散物理模型,扩渗过程中主要是Zn原子的扩散,Zn在AZ31镁合金表面的扩散机制为空位扩散。分析了扩渗剂中不同含量的La 2O 3渗层的组织演化和作用机理,发现La 2O 3在扩渗过程中起到了催化剂的作用,增强了Zn原子的活动能力,在相同的外界扩渗条件下,La 2O 3促进了Zn与Mg发生反应从而扩散形成不同的Mg-Zn化合物。