镁合金修复强化材料设计及成形基础

第1章 镁合金概述 1

1.1 引言 1

1.2 镁合金的基本性质 3

1.2.1 物理性能 3

1.2.2 化学性能 4

1.2.3 力学性能 5

1.3 镁合金的典型应用 6

1.4 镁合金的失效模式 8

1.4.1 腐蚀失效及机理 8

1.4.2 磨损失效及机理 12

1.4.3 断裂失效及机理 13

1.5 镁合金修复强化覆层技术的发展及展望 13

1.5.1 镁合金表面的陶瓷覆层 14

1.5.2 镁合金表面的铝基覆层 14

参考文献 17

第2章 面向工况环境的镁合金修复强化材料设计 21

2.1 引言 21

2.2 铝基金属玻璃材料设计 23

2.2.1 概念与特点 23

2.2.2 设计基础 23

2.2.3 设计思路 29

2.2.4 成分确定 30

2.2.5 基本热物性 32

2.3 高熵合金材料设计 36

2.3.1 概念与特点 36

2.3.2 设计基础 37

2.3.3 设计方法 39

2.3.4 设计思路 40

2.3.5 成分确定 41

2.3.6 铸态高熵合金的基本特性 44

2.3.7 高熵合金粉体的基本特性 56

2.4 铝硅系合金材料设计 71

2.4.1 概念与特点 71

2.4.2 设计基础 71

2.4.3 设计思路 72

2.4.4 材料制备 73

2.4.5 铸态铝硅系合金的基本特性 75

2.4.6 铝硅系合金粉体的基本特性 77

参考文献 78

第3章 镁合金修复强化层沉积成形基础 85

3.1 引言 85

3.2 拖带热流特性对修复粉体性态演化的影响分析 85

3.2.1 拖带热流温度的计算 85

3.2.2 拖带热流作用下粉体加速温升效应的数值模拟 88

3.2.3 拖带热流作用下粉体加速温升效应的试验测试 93

3.2.4 拖带热流特性对铝基金属玻璃粉体晶化行为的影响 95

3.3 镁合金表面修复粉体沉积成层行为的数值模拟 96

3.3.1 几何模型的建立 97

3.3.2 有限元模型的建立及边界条件 97

3.3.3 单颗粒碰撞过程的数值模拟结果及分析 98

3.3.4 基底层成形过程的数值模拟结果及分析 104

3.3.5 多层连续成形过程的数值模拟结果及分析 107

参考文献 108

第4章 镁合金修复强化层制备过程控制 109

4.1 引言 109

4.2 工艺参数与修复强化层特征参数间的关联关系建模 109

4.2.1 试验设计 109

4.2.2 方差分析 111

4.2.3 工艺参数对涂层特性的影响 112

4.2.4 工艺参数与涂层特性间的关联关系建模 119

4.2.5 关联关系模型的试验验证 123

4.3 工艺特性对修复强化层特征参数变化的影响规律 125

4.3.1 试验设计 125

4.3.2 工艺参数对涂层界面形貌的影响 125

4.3.3 工艺参数对涂层氧含量的影响 126

4.3.4 工艺参数对涂层孔隙率的影响 127

4.3.5 工艺参数对涂层结合强度的影响 127

4.3.6 工艺参数对涂层显微硬度的影响 127

参考文献 128

第5章 镁合金修复强化层微观结构表征 129

5.1 引言 129

5.2 铝基金属玻璃涂层微观结构表征 129

5.2.1 表面形貌观察 129

5.2.2 截面形貌观察 130

5.2.3 孔隙率测试 132

5.2.4 相组成测试 134

5.2.5 相结构分析 135

5.2.6 非晶相测定 138

5.3 高熵合金涂层微观结构表征 139

5.3.1 显微组织分析 139

5.3.2 孔隙率测试 142

5.3.3 化学成分分析 143

5.3.4 相结构分析 144

5.3.5 界面特征分析 146

5.4 铝硅系合金涂层微观结构表征 147

5.4.1 表面形貌观察 147

5.4.2 截面形貌观察 151

5.4.3 相组成确定 152

5.4.4 氧含量测定 154

5.4.5 元素价态判定 155

参考文献 157

第6章 镁合金修复强化层综合性能评价 159

6.1 引言 159

6.2 铝基金属玻璃涂层性能测试 159

6.2.1 力学性能 159

6.2.2 耐腐蚀性能 161

6.3 高熵合金涂层性能测试 172

6.3.1 力学性能 172

6.3.2 耐腐蚀性能 175

6.3.3 耐磨损性能 188

6.4 铝硅系合金涂层性能测试 193

6.4.1 力学性能 193

6.4.2 耐磨损性能 194

6.4.3 抗划伤性能 198

6.4.4 耐腐蚀性能 199

参考文献 206

彩色图版 207