镁合金表面高转速搅拌摩擦加工区的微观组织和耐腐蚀性能

摘要

目的采用高转速搅拌摩擦加工技术在AZ31B镁合金表面制备一层组织结构均匀化和致密化的加工层,改善镁合金表面的耐腐蚀性能。方法采用高转速搅拌摩擦加工技术对AZ31B镁合金表面进行单道次加工,并利用XRD、OM、EBSD、TEM和SEM分析不同转速下加工区的相组成、晶粒形貌、织构特征、二次相分布和表面腐蚀形貌,利用无纸记录仪和电化学工作站分别测试加工区的热循环曲线和表面耐腐蚀性能。结果经高转速搅拌摩擦加工之后,在AZ31B镁合金表面制备了宏观成形美观且微观组织结构明显细化、均匀化和致密化的加工区。加工区相组成与基材一致,均由α-Mg和β-Al_(12)Mg_(17)组成。加工区平均晶粒尺寸较基材明显细化,织构强度明显增大。随着转速的增大,加工区平均晶粒尺寸逐渐粗化,织构强度逐渐减弱,β-Al_(12)Mg_(17)相分布更加均匀弥散。加工区耐腐蚀性能较基材明显提升,自腐蚀电位由基材的–1.49 V增至–1.28 V,自腐蚀电流由基材的2.08×10^(–4)A减小至9.51×10^(–5)A。在转速为3000 r/min和加工速度为100 mm/min的工艺条件下,加工区展现出较佳的耐腐蚀性能。结论高转速搅拌摩擦加工可显著细化晶粒,均匀化和弥散化析出相分布,有效改善镁合金表面耐腐蚀性能。