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海洋大气环境下镁合金腐蚀行为研究进展

稀有金属材料与工程 2024年第4期53卷 1170-1180页

作者：周慧敏黄须强孔令菲陈建鑫高飞刘绍红陈民芳张晋铁镝东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 天津理工大学材料科学与工程学院天津300384 大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心辽宁大连116028

本文综合研究了海洋大气环境下镁合金腐蚀行为的研究进展,比较分析了各种因素对腐蚀行为的影响,对当前研究进展进行总结并对未来研究方向进行展望。在海洋大气环境下,表面薄电解质溶液膜的包覆是镁合金发生电化学腐蚀的主要原因,且多发... 详细信息

本文综合研究了海洋大气环境下镁合金腐蚀行为的研究进展,比较分析了各种因素对腐蚀行为的影响,对当前研究进展进行总结并对未来研究方向进行展望。在海洋大气环境下,表面薄电解质溶液膜的包覆是镁合金发生电化学腐蚀的主要原因,且多发生局部腐蚀。相比于内陆大气环境,海洋大气中含有较多无机盐气溶胶颗粒,导致点蚀成为主要的局部腐蚀形式。相对湿度的升高会导致薄电解质膜厚度增加,进而加速整体腐蚀速率。随气温上升,镁合金的大气腐蚀速率线性增加,而空气中的CO_(2)可以抑制NaCl对镁合金的侵蚀。该领域未来需更多关注具体使役环境下合金的腐蚀机理,以及各种环境因素对腐蚀行为的协同作用机制,以指导海洋用镁合金材料的设计和制备。

关键词：镁合金海洋环境腐蚀大气腐蚀局部腐蚀

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铝合金半固态成形技术研究进展

稀有金属材料与工程 2022年第8期51卷 3110-3120页

作者：潘帅付莹王玉杨博威刘岩余江伟管仁国铁镝东北大学辽宁沈阳110819 松山湖材料实验室广东东莞523808 大连交通大学辽宁大连116028

随着科技和经济的快速发展,航空、航天、军事和电子工业技术等领域对优质铝合金铸件的需求迫切。利用半固态成形技术制备优质铝合金是铝合金成形技术的重要研究方向之一。本文从半固态成形用铝合金材料、制浆工艺及应用3个主要方面介绍... 详细信息

随着科技和经济的快速发展,航空、航天、军事和电子工业技术等领域对优质铝合金铸件的需求迫切。利用半固态成形技术制备优质铝合金是铝合金成形技术的重要研究方向之一。本文从半固态成形用铝合金材料、制浆工艺及应用3个主要方面介绍了铝合金半固态成形技术的研究现状。指出了目前研究中存在的问题,并展望了铝合金半固态成形未来的发展方向。

关键词：铝合金半固态研究进展

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低热应变镁合金研究进展

稀有金属材料与工程 2023年第10期52卷 3640-3646页

作者：孔令菲黄须强周慧敏孙浩高飞刘海峰 Magdalena Bieda-Niemiec 铁镝东北大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110819 中信戴卡股份有限公司河北秦皇岛066011 波兰科学院冶金与材料科学研究所克拉科夫30-059 大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心辽宁大连116028

镁和镁基合金是重要的轻量化金属材料,广泛应用于汽车、通讯、航空、航天等领域。由于镁合金热膨胀系数较高,当应用于精密器件时易导致组装精密度降低、力学性能下降等问题。因此需要研发低热应变镁基材料,以满足此类应用的要求。本综... 详细信息

镁和镁基合金是重要的轻量化金属材料,广泛应用于汽车、通讯、航空、航天等领域。由于镁合金热膨胀系数较高,当应用于精密器件时易导致组装精密度降低、力学性能下降等问题。因此需要研发低热应变镁基材料,以满足此类应用的要求。本综述对降低镁合金热膨胀系数的原理及方法进行综述,归纳比较了合金化、复合材料和特殊加工工艺等调整镁合金热膨胀系数的主要方法的原理,总结出高熔点元素合金化、高硬度颗粒掺杂、低热膨胀系数纤维掺杂以及热处理结合挤压加工方法等降低镁合金热膨胀系数的有效方法,并对未来该领域的研究趋势进行了展望。

关键词：镁合金低热应变镁合金合金化镁基复合材料加工工艺

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阴极电流法防治温带海域藤壶污损的研究

阴极电流法防治温带海域藤壶污损的研究

作者：铁镝大连理工大学

学位级别：硕士

海水构筑物由于表面附着动物、植物和微生物而产生的危害作用称为生物污损，其带来的能源消耗和安全隐患一直以来都是海洋工程领域的一大难题。目前工业中主要有表面处理和电解防污等传统防治污损技术，而阴极电流法是指给需要防污损保... 详细信息

海水构筑物由于表面附着动物、植物和微生物而产生的危害作用称为生物污损，其带来的能源消耗和安全隐患一直以来都是海洋工程领域的一大难题。目前工业中主要有表面处理和电解防污等传统防治污损技术，而阴极电流法是指给需要防污损保护的构件直接导通阴极电流而达到防治污损的目的，在工业中尚无实际应用。本实验所研究的阴极电流法采用全新的低压防污技术，较其他传统防污手段具有低能耗、低排放和兼顾金属防腐蚀等优点。实验以中国温带海域最典型的污损生物藤壶作为防污损实验的对象，采用生物培养和电化学表征作为主要研究手段，研究在温带海域中利用阴极电流防治污损的适用条件，侧重于阴极电流防污技术的机理研究。实验首先确定以黄、渤海为代表的温带海域海水温度的周年变化对于藤壶附着的影响。通过等理化指标的海水环境下以梯度温度培养藤壶成体，得到3．0℃至30．0℃藤壶对应的不同比率的存活、活跃以及休眠状态。实验得出了6．0℃的藤壶休眠低温限和23℃的生命活动高温限，以该温度限为参照进行防污操作在工业应用上具有现实的节能意义。通过实验还发现了21．0℃为藤壶及其幼体的最活跃温度，可以将其作为藤壶培养的最短周期实验温度。阴极电流法机理的研究采用常规阴极保护范围内较为适中的-0．400V(SCE)作为实验电位。基于对之前实验的总结，将实验按原理类型上分为pH值梯度分布效应、抑制微生物膜效应和阴极钙镁离子富集效应三个部分进行研究。pH梯度分布机制实验先采用隔液法测定阴极附近pH的分布，得出pH=8．37为对藤壶90％杀灭的有效值。微生物抑制实验采用自腐蚀电位变化对于微生物膜的附着情况进行表征，阐述了阴极极化作用于微生物的附着的机制，进而间接抑制藤壶幼体的附着。钙、镁离子富集实验采用化学滴定作为主要检测手段，得出了1774mg／L的镁离子50％杀灭毒理作用值，然后研究不同浓度下Ca、Mg和Cu对于藤壶幼体的毒理作用。机理实验通过研究阴极电流对于藤壶幼体产生的化学、生化和电化学效应，分别讨论了阴极表面0．100mm的藤壶幼体生态尺度内不同机制对其附着的抑制作用，得出了pH梯度-微生物抑制-阳离子富集的阴极电流防污技术的复合作用机制。

关键词：温带阴极电流藤壶防污

合金成分对铝导线力学性能与导电性能的影响(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2014年第10期24卷 3164-3169页

作者：钞润泽管西花管仁国铁镝连超王祥张俭东北大学材料与冶金学院沈阳110819 沈阳建筑大学交通与机械工程学院沈阳110168

为了获得既有良好力学性能又有较高导电性能的铝导线,采用连续流变挤压技术制备出直径为9.5 mm的Al-0.16Zr、Al-0.16Sc、Al-0.12Sc-0.04Zr(质量分数,%)和高纯铝(99.996%)4种铝导线,随后对3种铝合金导线进行热处理,并进行分析测试。结果... 详细信息

为了获得既有良好力学性能又有较高导电性能的铝导线,采用连续流变挤压技术制备出直径为9.5 mm的Al-0.16Zr、Al-0.16Sc、Al-0.12Sc-0.04Zr(质量分数,%)和高纯铝(99.996%)4种铝导线,随后对3种铝合金导线进行热处理,并进行分析测试。结果表明:向高纯铝中单独添加0.16%Sc和0.16%Zr可以提高铝导线的抗拉强度,降低铝导线的导电性能。在高纯铝中添加0.12%Sc和0.04%Zr的合金也具有相同的规律。经过热处理,Al-0.12Sc-0.04Zr铝合金导线可以达到抗拉强度和导电率的最优综合性能:抗拉强度为160 MPa,导电率为64.03%(IACS)。

关键词：合金成分铝导线力学性能导电率连续流变挤压

流变轧制AZ91合金的热处理和组织性能调控

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稀有金属材料与工程 2020年第11期49卷 3718-3723页

作者：管仁国王祥铁镝任浩博王宇翔刘海峰颜路飞陈民芳东北大学材料科学与工程学院辽宁省轻量化用关键金属结构材料重点实验室辽宁沈阳110819 中信戴卡研究院河北秦皇岛066011 天津理工大学材料科学与工程学院天津300384

对连续流变轧制AZ91合金在热处理过程中的组织和力学性能演化进行了研究。热处理后2种析出相在基体中出现:一种是晶界处的非连续析出相,另一种是从过饱和基体中析出的小尺寸连续析出相。随着时效温度的升高,原子扩散速度也随之提高,导... 详细信息

对连续流变轧制AZ91合金在热处理过程中的组织和力学性能演化进行了研究。热处理后2种析出相在基体中出现:一种是晶界处的非连续析出相,另一种是从过饱和基体中析出的小尺寸连续析出相。随着时效温度的升高,原子扩散速度也随之提高,导致更多的析出相生成和长大。合金的维氏硬度和拉伸强度峰值在16h时效后出现,而合金的延伸率随着时效时间的延长和时效温度的提高呈下降趋势。经过对实验结果的分析,适合提升合金综合力学性能的热处理制度为415℃固溶20 h加220℃时效16 h。经热处理后得到的维氏硬度、拉伸强度和延伸率分别为990MPa,251MPa和4.5%,各项性能均显著优于流变轧制态合金。相对于传统成型手段,流变轧制加热处理方法成型的AZ91合金展现了优异且均衡的综合力学性能。

关键词： AZ91合金流变轧制热处理微观组织力学性能

流变铸造AZ91-Sn合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能

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稀有金属材料与工程 2021年第11期50卷 3879-3884页

作者：李卫荣但昀黄显祥管仁国任浩博李扬德孙丽娟张晋铁镝东北大学辽宁省轻量化用关键金属结构材料重点实验室辽宁沈阳110819 东莞宜安科技股份有限公司广东东莞523662 大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心辽宁大连116028

研究了不同Sn含量流变铸造AZ91合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能。结果表明:Sn的合金化改变了Al在镁基体中的固溶度,并且显著细化了微观组织。加入0.8%(质量分数,下同)的Sn后,合金平均晶粒尺寸从105.0μm降至42.1μm。高熔点的金属... 详细信息

研究了不同Sn含量流变铸造AZ91合金的组织演化、拉伸行为及磨损性能。结果表明:Sn的合金化改变了Al在镁基体中的固溶度,并且显著细化了微观组织。加入0.8%(质量分数,下同)的Sn后,合金平均晶粒尺寸从105.0μm降至42.1μm。高熔点的金属间化合物为析出相提供了异质形核点,这些弥散析出的第二相在流变凝固过程中有效地细化了镁基体。弥散分布的第二相抑制了枝晶组织生长,从而进一步提升了合金的力学性能。随着Sn含量的增加,合金磨损率显著降低,磨粒磨损逐渐消失。3.0%Sn合金化的流变铸造AZ91合金具有最高的抗拉伸强度以及最好的耐磨损性能。

关键词： AZ91合金 Sn 微观组织拉伸行为磨损

Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cu^(2+)对海洋污损生物的协同毒性效应

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海洋环境科学 2010年第5期29卷 733-735,740页

作者：刘晓军刘贵昌宋树军铁镝大连理工大学化工学院辽宁大连116012 华能国际电力股份有限公司丹东电厂辽宁丹东118300

以东方小藤壶(Chthamalus challengengeriHoek)Ⅱ期无节幼虫作为试验对象,研究了Ca2+、Mg2+、Cu2+三种金属离子对藤壶Ⅱ期无节幼虫的单独毒性效应及协同毒性效应。研究发现Mg2+对藤壶Ⅱ期无节幼虫存在毒性效应,Ca2+基本没有毒性效应,但... 详细信息

以东方小藤壶(Chthamalus challengengeriHoek)Ⅱ期无节幼虫作为试验对象,研究了Ca2+、Mg2+、Cu2+三种金属离子对藤壶Ⅱ期无节幼虫的单独毒性效应及协同毒性效应。研究发现Mg2+对藤壶Ⅱ期无节幼虫存在毒性效应,Ca2+基本没有毒性效应,但当Ca2+、Mg2+共同作用时对藤壶Ⅱ期幼虫的毒性效应远远大于其单独作用。Cu2+对藤壶Ⅱ期幼虫具有明显的毒性效应,并且Ca2+、Mg2+浓度的升高显著增加了铜离子的毒性效应。

关键词：金属离子协同毒性效应海洋污损 Ⅱ期无节幼虫

半固态挤压铸造A356合金在热处理过程中的组织和性能演化

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稀有金属材料与工程 2021年第3期50卷 746-752页

作者：铁镝颜路飞管仁国季兆山李洪超王祥刘海峰刘德宝陈民芳东北大学材料科学与工程学院辽宁省轻量化用关键金属结构材料重点实验室辽宁沈阳110819 中信戴卡研究院河北秦皇岛066011 天津理工大学材料科学与工程学院天津300384

半固态挤压铸造的A356合金首先在540℃下进行固溶处理,随着固溶温度升高,Mg和Si原子逐渐溶解于基体中,并产生了固溶强化作用。抗拉强度、延伸率和硬度在固溶6 h达到峰值,之后合金力学性能随固溶时间延长而下降。在固溶处理之后合金在18... 详细信息

半固态挤压铸造的A356合金首先在540℃下进行固溶处理,随着固溶温度升高,Mg和Si原子逐渐溶解于基体中,并产生了固溶强化作用。抗拉强度、延伸率和硬度在固溶6 h达到峰值,之后合金力学性能随固溶时间延长而下降。在固溶处理之后合金在180℃下进行了不同时间的时效处理。随着时效时间延长,Mg_(2)Si相逐渐在基体中析出,析出相显著球化细化,尺寸约为2μm。经过对合金组织和力学性能的分析,半固态挤压铸造A356合金的最佳热处理制度为:540℃固溶6h,180℃时效4h。经过固溶和时效处理后的合金抗拉强度达到336 MPa,延伸率达到6.9%,硬度达到1240 MPa,相较于热处理前的性能提升了106.7%。

关键词： A356合金半固态挤压铸造热处理微观组织力学性能