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AZ31B镁合金表面几个熔覆Al-Si基纳米Si3N4的试验研究

Study on Al-Si Based Nano-Si3N4 Composite Coating Prepared by Laser Cladding on AZ31B Magnesium Alloy

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摘要

以变形镁合金AZ31B为试验基材, 在其表面采用高功率CO2气体激光熔覆了Al-Si基纳米Si3N4粉末。采用金相观察、X射线衍射分析、能谱分析、硬度测试和腐蚀性能测试等手段, 研究了激光熔覆层的微观组织结构及表面性能。研究结果表明, 激光熔覆层主要由上部的树枝晶、中部呈线性排列的黑色相和下部的粗大树枝晶组成。当纳米氮化硅含量为1%时, 熔覆层主要由Al、AlN、Al9Si和Mg2Si组成。熔覆层的硬度最高达到235 HV0.05, 是镁合金基体的4~5倍。熔覆层的耐腐蚀性能得到了改善, 其腐蚀电位为-1 204 mV, 比母材提高了382 mV; 腐蚀电流密度为0.070 5 mA·cm-2, 比母材降低了约一个数量级。

Abstract

In this paper, laser surface cladding Al-Si +nano-Si3N4 composite coating on AZ31B magnesium alloy with a CO2 laser. The microstructure and properties of the cladded layer were investigated with optical microscopy, X-ray diffraction, energy dispersive spectrometer, and Vickers hardness and corrosion resistance test. The results showed that the cladding layer was mainly composed of the upper dendrites, the central black phase which presenting a linear arrangement and the bottom thick branches crystal microstructure. When nano-Si3N4 content was 1%, the phase of cladding layer was Al, AlN, Al9Si and Mg2Si. Microhardness of the caldded layer was about 235 HV0.05, which was 4~5 times of the matrix’s. The corrosion resistance of magnesium alloy improved significantly. The corrosion potential of the cladded layer was -1 204 mV, which raised 382 mV compared the AZ31B magnesium alloy substrate, and the corrosion current density was 0.070 5 mA·cm-2 which reduced one order of magnitude compared with the substrate.

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补充资料

中图分类号:TG146.2

DOI:10.14128/j.cnki.al.20153502.145

基金项目:国家自然科学基金资助项目(项目编号: 51075293, 51405324); 山西省回国留学人员科研资助项目(项目编号: 2013-029)

收稿日期:2014-10-28

修改稿日期:2014-12-05

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

葛亚琼:太原理工大学材料科学与工程学院, 山西 太原 030024太原科技大学材料科学与工程学院, 山西 太原 030024
王文先:太原理工大学材料科学与工程学院, 山西 太原 030024新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 山西 太原 030024
崔泽琴:太原理工大学材料科学与工程学院, 山西 太原 030024新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 山西 太原 030024
王鑫:太原理工大学材料科学与工程学院, 山西 太原 030024新材料界面科学与工程教育部重点实验室, 山西 太原 030024

联系人作者:葛亚琼(joan1028@163.com)

备注:葛亚琼(1982-), 女, 讲师, 博士生, 主要从事金属材料的激光加工。

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引用该论文

Ge Yaqiong,Wang Wenxian,Cui Zeqin,Wang Xin. Study on Al-Si Based Nano-Si3N4 Composite Coating Prepared by Laser Cladding on AZ31B Magnesium Alloy[J]. APPLIED LASER, 2015, 35(2): 145-149

葛亚琼,王文先,崔泽琴,王鑫. AZ31B镁合金表面几个熔覆Al-Si基纳米Si3N4的试验研究[J]. 应用激光, 2015, 35(2): 145-149

被引情况

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