熔炼工艺对GH690-Re组织和成分的影响

第一篇：熔炼工艺对GH690-Re组织和成分的影响

熔炼工艺对GH690-Re组织和成分的影响

GH690合金是一种镍基固溶强化变形合金。该合金抗多种水性介质和高温气氛侵蚀，具有较高的强度，良好的冶金稳定性和优良的热加工特性，在航天、航海、核工业等领域有着广泛的应用前景。GH690合金被广泛应用于第三代核电站反应堆中二回路介质的核心部件—核电蒸发器传热管。

钢铁科研人员以添加混合稀土La和Ce的GH690合金为研究对象，探讨真空感应熔炼（VIM）和电渣重熔（ESR）双联熔炼法对合金成分和组织的影响。通过对铸锭的成分和组织进行分析，探讨两种不同熔炼工艺下合金成分差异和组织特征，对合金中杂质元素的去除、组织的控制和加工性能的提高具有重要意义。为达到高温合金对S、P、H2、O2等杂质元素控制的要求，所选用的熔炼原料

Ni的纯度为99.2%，Cr的纯度为99.5%，Fe的纯度为99.6%。添加的稀土为混合稀土（34.7%La＋65.3%Ce）。按照合金成分要求配好料之后，在烤箱中焙干备用。真空熔炼工艺流程如下：清洗炉膛，然后装炉。将烘烤干的炉料放入两个金属铸模中，抽真空。随后通入氩气清洗炉膛气氛。打开水冷系统，充入适量的氩气。待真空度维持在2Pa左右时，开始升温。在1h之内，温度升至1530℃并恒温80min。出炉空冷至室温，去除模具。

电渣重熔实验使用国产38kg电渣炉，工作电压45～50V，工作电流2400～2800A。电渣重熔具体熔炼工艺如下：先焊接电极，安装电极，紧接着倒入熔渣。加载合适电压和电流熔炼即可。试验结果如下：

（1）真空感应熔炼GH690-Re合金的显微组织为粗大的枝晶，晶界处有大量Cr23C6析出物。经电渣重熔后显微组织为细短枝晶，晶界处无明显析出物，且晶

粒细化。

（2）真空感应熔炼后，Ni含量从60.39%上升至61.65%；Cr含量从29.61%下降至29.03%；Fe含量从8.00%上升至8.70%；C含量从30ppm降低至21ppm；S含量基本上维持不变；P从0.005%上升至0.011%；没有检测到Cu的存在。电渣重熔后，Ni含量从61.65%上升至62.55%；Cr含量从29.03%上升至29.10%；Fe含量从8.70%下降至7.76%；C含量从0.021%下降至0.012%，基本上达到了脱碳的效果；S含量基本上维持不变；P含量从11ppm下降至8ppm；真空熔炼引入的Al杂质明显减少。

（3）真空感应熔炼，再经电渣重熔后，表层晶粒细化，组织为等轴奥氏体晶粒，心部为细短枝晶，晶界处无明显析出物，合金成分被优化，基本达到脱碳

效果，热加工性能得到改善。

第二篇：钕铁硼熔炼工艺实习报告

实习报告

实习内容：熟悉工艺流程掌握抛丸机、熔炼等设备的原理以及各牌号产品工艺控制参数及质量控制点。

经过一个礼拜关于熔炼的实习，使我对熔炼操作的了解大大加深。因为现在产品基本上是高牌号产品，而且产量并不特别多，所以600kg速凝炉的使用比较频繁。600kg速凝炉的基本操作规范如下：作业准备→装料→抽真空→烘料→充氩→加热→精炼→浇铸→冷却出炉→铸片检验。其中装料前需先对坩埚进行检查，若坩埚内的炉渣较多就必须进行清理，否则会影响产品的成材率。同时，一个坩埚在使用40-50炉后需要换新的坩埚。装料时，也要严格按照要求来进行，先加入铁，再加钕，然后加入一些其他材料，最后再加入钕。下一步是抽真空，在溶解室真空度达10Pa以下时，进行烘料，待真空度达5Pa以下后充氩。充氩完成后进行加热，等溶解室压力计显示27000Pa后，停止送功率，对溶液进行测温，一般浇铸温度在1450±7℃，此后需再加大功率使温度高于浇铸温度，目的是为了让金属充分熔化。下一步就是进行浇铸，浇铸过程中操作人员应不停地观察，控制流速，防止过快而冲坏铜辊。产品出炉后需要对袋中充入氮气，防止产品过热氧化。

在实习过程中，也遇到了一些问题，询问了班长和其他人员才得知答案。比如说为什么熔炼中是充氩气而不是氮气？这是因为氩气是惰性气体，不会跟材料发生反应，而氮气相对较活泼，在温度较高的时候会和铁等发生反应。又比如为什么产品有些发黑或者发蓝？这原因比较多，有可能是因为炉内漏气或者材料问题等等。为什么要安装中间包？中间包起均匀、降温的作用，防止铁水直接冲到铜辊上而烧坏铜辊。中间包的材料是水晶磨来石，需要经常更换。

在熔炼过程中还需要注意一些问题。对铸片牌号必须炼一炉放一张伴同卡，当值牌号混淆。每次出炉后需将炉子周围的炉灰等杂志清理干净，并将铜辊磨成紫铜色。用钢杆清理坩埚内炉渣，不能过重敲打，且补坩埚时要用纯玻璃水拌。开启炉盖的时候需先开启主阀待溶解室压力在20000Pa以下，关掉机械泵，开启空气导入阀，使压力计在95000Pa以上，且红灯不亮，才能进行开启。

第三篇：浅谈管理信息系统对组织的影响

深入浅出谈管理信息系统对组织的影响

第13组

作者：王文亭 张国利

指导老师：钱大琳

关键词：管理信息系统 组织形式 扁平化 虚拟化

参考文献：《管理信息系统》第5版薛华成 清华大学出版社

《铁路运输管理信息系统对货运站作业组织的影响分析》 徐维祥 杨肇夏 摘自

《铁道学报》第23卷第6期 2001年12月

写在前面：

管理信息系统的出现、应用与普及，毫无疑问对运营管理、管理者的行为、组织、企业战略、经济、乃至整个社会都产生了深远的影响。本文将就其对组织的影响作以比较具体的阐述。鉴于内容比较抽象，我们在起笔时尽可能设计了比较通俗简单的例子。如果有不恰当或者说不准确的地方，还希望老师指出。

正文：

作为一门科学，管理信息系统可以看做是管理组织和信息技术相结合的产物。管理组织管理组织是保证管理目标实现的重要手段，是管理的重要问题。而在管理信息系统的指导下，组织形式已经出现了几种典型的类型。

其实任何一个组织都会存在一个组织形式的问题。大到一个国家政权的政体，小到像我们第13小组的这样两个人的小集合，都存在着组织形式的问题。说到我们两个人的小集合，其实这种说法是不准确的，因为想要形成一个严格意义上的组织，那么这个集合里元素不只有我们两个人，还有各种信息，还有信息之间的相互联系，以及和我们有关的一些事务，还有各种基本元素之间的关系。这样一来就很混乱了，其实捋清楚的话，只有两类，一个是业务层级上的，一个是人事层级上的。这两类并不是相互独立的关系，而是类似于不同角度。会存在非常明显的交集。我们的组织形式，就是在组长坚强领导下的半民主制度。此处不多提。

我们暂且就以某果汁生产商为例，介绍一下管理信息系统时代的这几种典型的组织形式。

从大面来看，组织形式要分这么几类，U（unitary）型——直线职能制，M（multidimensional）型——矩阵式组织，H（holding company）型——控股型，V（virtual）型——虚拟组织——动态联盟，听起来都挺复杂的。为了将复杂东西明晰化，下面是具体说明（纯属原创，如有雷同肯定是他们抄我们的）。

·U型组织——直线职能制组织结构组织结构（unitary structure）

1． 纯直线制结构。

这种结构最典型的特点是每个职工都只有一个领导。说是纯直线制，或许会有人不理解。其实是这样的，从任何一个职工出发往上找领导，都只有一条线上去，没有

分叉，也没有诸如监督一类的成分。比较简单的小企业其实很适合这种模式。小果汁厂的厂长管几个工长（管不了几个人也是工长），通常的日常生产都是由这些经理负责的。当然整个企业的所有事务厂长都要很了解。从信息角度来看，信息流动的方向也是很单一的，由下而上，直线流动，一直汇总到小果汁厂厂长。

直线职能制组织结构。

这个要常见一些。很明显，在纯直线制结构中，厂长的负担太重。而在直线职

能制组织结构中，厂长下直接分设了一些职能类部门。比如说刚才那个小果汁厂后来干大了，厂长挺有野心的，就又挑了一些适合的人才组成了市场部，人力资源部，公关部，财务部，广告部什么的。这些部门都直接受厂长领导。这么看来部门经理也算是挺大个官了吧？然而并非如此，因为这些部门并非权力部门，他们只是在全厂指定的规则基础上办理事务手续。比如广告部，请了他们市电视台挺漂亮一女主持人代言，想要在包装上印女主持人喝该果汁的照片，广告部经理必须在制定好严谨的规划后将计划书交给厂长，厂长批准后，厂长直接授意生产包装的车间按照厂长的标准生产。这样厂长就省了构思广告的精力，自然就有精力把公司做大做强。然而这种结构缺点也十分之明显。比如刚才的那个广告部经理，平时和厂长走得近，大家都认为他是红人，那么渐渐的在权力欲膨胀的时候，经理就可能直接去要求车间怎样怎样了，这样就缺少了整体上的规划，造成了结构上的混乱。

·M型组织——矩阵式组织，多维组织（multidimensional structure）

M型组织其实是在U型组织基础上的延伸。就是增进了任务过程的负责制。在纯直线制结构的基础上加了一维——任务维，每个任务都有车间对其直接负责。这里不太好理解。其实简单的说，就是一位经理人要同时对两个上司负责，分别是组织本身的领导和正在做的任务的领导。而这第二个领导，就是项目的负责部门。教材上说还存在一个第三维，即为职能部门。我们小组认为，称其为第三维有些牵强，因为他毕竟不是一个领导部门或者说是权力部门。它只是一个支持的结构。这就是上述第二种直线职能制组织与任务维度的结合产物。

矩阵式组织做到更大一些的时候就会出现事业部组织结构。所谓事业部就是把刚才的第二个维度用部门形式存在，拥有了较大的自主权，从地位上讲或者说从到最高领导的距离的角度来讲，事业部与车间类似。

通过M型结构，就实现了厂长权力的下放，由统一领导转换为了协调领导。从员工角度来说，权力的下放也会增进下级主动工作的积极性。因此说，这样的“扁平式”结构是一种趋势。

现在让我们看一下开始的那个果汁公司。公司发展十分不错，经过市场部的调查，在董事会决策之后，便有了做其他果汁、饮料的想法。为了实现这一点，厂长在相关专家的指导下，下设了事业部，比如“果灿烂”开发部、“寒带·果粒”开发部什么的，这些部门进行新果汁的研发，分别独立的对这种产品负责。因此他们也就相应的有了一些权力，去从整体上规划它所研究的产品，去在获得授权的情况下要求生产流程。事业部在工作过程中同样需要职能部门的支持。从信息流动角度来看，事业部是拥有着对他们所研发的产品的绝对领导权的。

当然，维数多，也可能出现组织上的混乱。这就要求一个比较好的管理信息系统来支持。具体应该下设怎样的部门，部门职能如何，都应该因公司而异。然而对于一个中型的企业来说，这种模式是一种比较合理的方式。

·H型组织（holding company structure）以及V型组织（virtual organization）

H型组织其实就是由独立最高领导或寡头制进化为多人拥有最高领导权。可以认为是总公司作为独立法人投资子公司，然而对于每个子公司来说，又都有其他投资者。2．

当然这个投资者既有可能是自然人也有可能是其他的法人。这样对于公司总部来说，这就是一个控股（holding company）结构，子公司仅仅是盈利的手段，是一个利润中心。子公司同样有董事会等领导机构，同样可以按照M型构造它的组织形式。这样的结构还可以不停的延续下去。

而V型更是完全的利益产物。比如刚才那家果汁公司可以与健身品牌，美容品牌合作，在一个协议的制约下，形成一个健康生活套装之类的产品。各企业其下设各部门之间可以有并非相同领导下的合作关系，战略伙伴就是这个意思。回头这个产品做完了，这个virtual的组织可以继续合作也可以就地说bye，再各自寻找新的项目和新的战略伙伴。正所谓，共同的利益使大家联合在一起。这种结构里没有一个统一的领导。签订的协议是支撑这种结构的重要内容，而实质上共同的利益则是真正的V型组织支柱。

鉴于这两种涉及到太多经济学知识，我们小组就不再拿刚才那个果汁厂说事了。不过只要一切顺利，这个果汁公司总要做大做强，总要上市，总要建立合作关系，那时在一个优秀的管理信息系统的指导下，这两种组织形式必将有更好的发挥。这是大企业的发展方向所在。

小结：

综上所述，管理信息系统对组织形式的影响主要是扁平化（减少层次增大幅度）和虚拟化（联盟临时化）。想要达到扁平化，上级要放权，下级要主动，信息就是命令。这就是管理信息系统的影响。组织自生自灭，如果做得好，系统自然会越来越复杂。管理复杂系统唯一稳妥的方式就是依赖一个良好的管理信息系统。管理信息系统的发展促进了组织形式的改变，而组织形式的进化同样需要管理信息系统的支持。

实例：

本文最后，让我们看一个实际的例子。看一看TMIS系统是如何改变了铁路作业的形式。篇幅限制，这里仅以装卸车生产组织和作业流程为例。

在运用TM IS 之前，车站设有运转和货运两个车间，5 个主要生产岗位，整个作业由 12 个主要阶段或步骤完成，作业过程大致是如下流程：

(1)货调依据日装卸计划制定装卸车阶段计划

(2)货调将装卸车阶段计划和装完信息通知区长

(3)区长根据装卸车需求制定取送车钩计划

(4)区长将取送车钩计划下达给调车组

(5)调车组按钩计划进行调车(取送车)

(6)调车组将调车执行结果和变化情况通知区长

(7)区长将作业车送到信息通知货调

(8)货调通知货运员装卸车

(9)货运员组织装卸车

(10)装卸人员向货运员报告装卸完成(11)货运员将装卸完报告给货调

(12)货调将装卸车完成情况和装卸车阶段计划告诉区长

而运输管理信息系统实施以后，由于TM IS 对货运作业信息进行了优化处理，信息的共享和高效传输，使得作业步骤简化。

过去由两个人分别负责的运转工作和货运工作现在可以由一个人承担。

值班员(兼任货调和区长)在计算机的辅助下，可以同时制定并下达钩计划和装卸车计

划。

以往的串行作业变为了平行作业。TM IS 成功运作后可以将运转和货运两个车间合并，主要生产岗位压缩为 3 个，整个作业流程简化为 6步。

显而易见,，TM IS 的实施促进了企业深化改革,，起到了信息系统对企业再造作用,，使企业焕发生机和活力。

第四篇：浅析焊接工艺参数对焊接质量的影响

浅析焊接工艺参数对焊接质量的影响

一、焊接工艺在机械制造中的应用：

焊接由于节省大量的材料，生产效率高，是制造业中主要的加工工艺之一，几乎涉及到所有的产品。刚结构的焊接制作，工业产品及厂房的制作安装，民用产品的制造等等。利用现有设备及焊接材料和操作人员的技能情况，制定适合的焊接工艺规程，保证焊接质量，是产品的生产过程中，最为重要的环节。

焊接质量的保证，是在试验的基础上，根据不同材料的物理性能和化学成分，以及所采用的焊接设备、焊接方法和结构特性，制定能保证其加工质量的焊接工艺技术文件。在生产实践过程中，如何确保焊接工艺规程的实施，是钢结构生产及维修部门的重要工作。

由于各企业所加工构件的材料和结构不同，使用的焊接方法不同，在焊接试验和工艺评定方面，所做的内容也不尽相同，制定的焊接规程也有一定的差别。焊接规程做为焊接过程的技术性文件，不论生产何种产品，保证其质量的前提，就是焊接生产全过程完整的执行焊接工艺规程。

焊接工艺规程是在满足产品设计规程要求的前提下，经过焊接工艺评定制定的，是生产过程重要的技术文件之一。焊接工艺规程的完全执行，是控制焊接产品质量行之有效的程序和方法。

二、焊接参数对焊接的影响与控制

在结构材料已知的情况下，焊接工艺规程中，主要的几个参数如焊接材料、接头形式、焊接电流、焊接电压、保护气体流量、气体纯度、焊接层数，而合金钢及有色金属焊接过程，还要考虑层间温度、预热及后热温度。如任一参数的大幅度变动，都可能产生焊缝尺寸超差、成形不好、裂纹、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤、烧穿、焊接变形等缺陷，甚至产品报废

焊接过程是一个不均匀加热和冷却过程。焊缝区及热影响区温度会随着焊条（焊丝）的移动而发生变化。是一个不均匀加热和冷却过程，熔池的冶金反应也是不充分的。焊接电流作为焊接过程重要的工艺参数之一，是决定焊接热输入量的重要参数，即线能量的的大小。当焊接电流增大时，焊接速度也应加快。才能保证线能量基本不变。日常操作中，基本是以提高生产效率为前提，尽可能的采用大的电流参数。大的电流参数，固然提高了生产效率，但对焊接质量和焊缝成形产生了一定的影响。会烧损一部分合金元素，随着合金元素含量的减少，焊缝冷却后的的组织结构发生变化，而且熔滴过渡形式也发生改变。短路过渡变为射流过度，熔滴尺寸变小，体表面积增大，气体带入熔池更多，产生气孔的几率增加。大的焊接电流作业时，熔合区和过热区的的晶粒粗大，冷却速度加快，极易出现脆化相，使焊缝的疲劳强度和冲击韧性降低。特别是淬火倾向大且有低温冲击韧性要求的材质，对其焊接接头的影响最为明显。同时，焊接电流过大，产生的咬边、焊穿、焊瘤、严重焊接变形致使焊接接头应力集中，疲劳强度和承载能力下降，严重时导致焊缝开裂。焊接电流过小易产生气孔、未焊透、夹渣等缺陷，降低接头的致密性，减少承载面积，致使接头强度和冲击强度降低。

焊接电流增加时，电弧的热量增加，因此熔池体积和弧坑深度都随电流而增加，所以冷却下来后，焊缝厚度就增加；焊接电流增加时，焊丝的熔化量也增加，因此焊缝的余高也随之增加。如果采用不填丝的钨极氩弧焊，则余高就不会增加；焊接电流增加时，一方面是电弧截面略有增加，导致熔宽增加；另一方面是电流增加促使弧坑深度增加。由于电压没有改变，所以弧长也不变，导致电弧潜入熔池，使电弧摆动范围缩小，则就促使熔宽减少。由于两者共同的作用，所以实际上熔宽几乎保持不变。

三、焊条电弧焊的电弧电压的决定因素

电弧长度越大，电弧电压越高，电弧长度越短，电弧电压越低。在焊接过程中，应尽量使用短弧焊接。立焊、仰焊时弧长应比平焊更短些，以利于熔滴过渡，防止熔化金属下滴。碱性焊条焊接时应比酸性焊条弧长短些，以利于电弧的稳定和防止气孔。弧长增加，金属飞溅越多，对母材金属的表面损伤严重。特别是对有防腐要求的不锈钢类和钛金属构件焊接过程中，应尽量减少飞溅物。

同时，焊接过程中，焊接速度应该均匀适当，既要保证焊透又要保证不焊穿，同时还要使焊缝宽度和余高符合设计要求。如果焊速过快，熔化温度不够，易造成未熔合、焊缝成形不良等缺陷；如果焊速过慢，使高温停留时间增长，热影响区宽度增加，焊接接头的晶粒变粗，力学性降低，同时使工件变形量增大。当焊接较薄工件时，易形成烧穿。

当其它条件不变时，电弧电压增长，焊缝宽度显著增加而焊缝厚度和余高将略有减少，电弧电压增大，严重时引起磁偏吹。这也是使焊缝成型不好，形成气孔、夹渣、未焊透的一个因素。在焊接电源为直流反接时，表现得尤为突出。

由此可见，电流是决定焊缝厚度的主要因素，而电压则是影响焊缝宽度的主要因素。因此，为得到良好的焊缝形状，即得到符合要求的焊缝成形系数，这两个因素是互相制约的，即一定的电流要配合一定的电压，不应该将一个参数在大范围内任意变动。

焊速对熔深和熔宽均有明显影响，焊速较小时（例如单丝埋弧焊焊速小于）熔深随焊速增加略有增加，熔宽减小。但焊速达到一定数值以后，熔深和熔宽都随焊速增大而明显减小。这是因为焊接速度增加时，焊缝中单位时间内输入的热量减少了。从焊接生产率考虑，焊接速度愈快愈好。但当焊缝厚度要求一定时，为提高焊接速度，就得进一步提高焊接电流和电弧电压，所以，这三个工艺参数应该综合在一起进行选用。四、焊速对焊接的影响

焊速较小时，电弧力的作用方向几乎是垂直向下的，随着焊速增大，弧柱后倾有利熔池液体金属在电弧力作用下向尾部流动，使熔池底部暴露，因而有利于熔深的增加。

焊速增加时，从焊缝的热输入和热传导角度来看，焊缝的熔深和熔宽都要减小。

以上两方面因素综合的结果，低焊速时前者起主导作用，熔深随焊速增加而略有增加。当焊速超过一定值时，后者起主导作用，熔深就随焊速增加而减小。熔宽及增高则总是随焊速增加而减小的。

从焊接生产率角度来考虑，焊速是愈快愈好，因此焊速减慢熔深降低的这一段区间是没有实际意义的。当焊件熔深要求确定时，为提高焊速，就得进一步提高焊接电流和电弧电压，即意味着电弧功率提高，因此，焊接电流和焊速的选取就要考虑综合经济效果。简单的提高功率来提高焊速是有限制的。焊速对熔深和熔宽均有明显影响，焊速较小时（例如单丝埋弧焊焊速小于）熔深随焊速增加略有增加，熔宽减小。但焊速达到一定数值以后，熔深和熔宽都随焊速增大而明显减小。

实践证明，提高电弧电压会使熔池保护性能变差，氮气孔倾向增加。提高焊接速度，会使结晶速度增加，气孔倾向也增加。

五、常用焊接材料包括焊条、焊丝、保护气体、焊剂。焊芯（焊丝）其作用主要是填充金属和传导电流。

焊条按用途可分为10大类；按熔渣酸碱度分为酸性和碱性两大类；焊剂有酸性、中性、碱性三大类。焊丝按结构有实芯和药芯两类，按用途有8大类。手弧焊和埋弧焊作业中，焊缝区是通过气渣联合保护的。气保焊和气焊是以气保护为主。碱性焊条由于加入CaF2，影响气体电离，电弧的稳定性变差，一般要求采用直流反接。焊条工艺性能是通过药皮配方来实现的。以电弧稳定性、焊缝脱渣性、再引弧性、飞溅率、熔敷系数、熔敷率、掺合金作用强弱等性能体现的。焊条（焊丝）质量检验有相关的国家标准作为依据。在实际使用中，一般都是定型生产的产品，可根据结构和焊缝金属强度要求，做相应的检验。焊条（焊丝）的选用的基本原则是，确保焊接结构安全使用的前提下，尽量选用工艺性能好和生产率高的焊条（焊丝）和焊剂。根据被焊构件的结构特点、母材性质和工作条件，对焊缝金属提出安全使用的各项要求，所选焊条（焊丝）、焊剂都应使之满足。必要时通过焊接性试验来确定。在生产中主要有同种金属材料焊接和异种金属焊接两种情况，选用焊条（焊丝）焊剂时考虑的因素应有所区别。焊条（焊丝）、焊剂的保管也是焊接质量保证的重要环节之一，是不容忽视的。出现的药皮脱落、焊丝表面锈蚀、药皮（焊剂）含水量增加，均会导致焊缝含氢量过高，气孔增加几率升高，焊缝抗裂性能、韧性下降。有色金属和不锈钢构件防腐性能下降等工艺质量问题。特别是压力容器及特殊钢结构制造中尤为重要。为了保证焊接质量，原材料的质量检验很重要。在生产的起始阶段，就要把好材料关，才能稳定生产，稳定焊接产品的质量。

六、加强焊接原材料的进厂验收和检验，必要时要对其理化指标和机 械性能进行复验。

建立严格的焊接原材料管理制度，防止储备时焊接原材料的污损。实行在生产中焊接原材料标记运行制度，以实现对焊接原材料质量的追踪控制。选择信誉比较高、产品质量比较好的焊接原材料供应厂和协作厂进行订货和加工，从根本上防止焊接质量事故的发生。

总之，焊接原材料的把关应当以焊接规范和国家标准为依据，及时追踪控制其质量，而不能只管进厂验收，忽视生产过程中的标记和检验。

七、焊接接头在焊接时的方法

焊接接头是组成焊接结构的最基本要素。也是焊接结构的薄弱环节。主要有对接、角接、搭接、T形、卷边五种形式。为使焊缝的厚度达到规定的尺寸不出现焊接缺陷和获得全焊透的焊接接头，焊缝的边缘应按板厚和焊接工艺要求加工成各种形式的坡口。

常用焊接接头坡口形式有V形、X形、U形及双U形。设计和选择坡口焊缝时，应考虑坡口角度、根部间隙、钝边和根部半径。

焊条电弧焊时，为保证焊条能够接近焊接接头根部以及多层焊时侧边熔合良好，坡口角度与根部间隙之间应保持一定的比例关系。当坡口角度减小时，根部间隙必须适当增大。因为根部间隙过小，根部难以熔透，必须采用较小规格的焊条，降低焊接速度；反之如果根部间隙过大，则需要较多的填充金属，提高了焊接成本和增大了焊接变形。

熔化极气体保护焊由于采用的焊丝较细，且使用特殊导电嘴，可以实现厚板（大于200mm）I形坡口的窄间隙对接焊。

开有坡口的焊接接头，一般需要留有钝边来确保焊缝质量。钝边高度以既保证熔透又不致烧穿为佳。焊条电弧焊V形或双面U形坡口取0～3mm，双面V形或双面U形坡口取0～2mm。埋弧焊的熔深比焊条电弧焊大，因此钝边可适当增加，以减少填充金属。带有钝边的接头，根部间隙主要取决于焊接位置和焊接工艺参数，在保证焊透的前提下，间隙尽可能减小。

坡口加工可以采用机械加工或热切割法。V形坡口和X形坡口可以在机械气割下料时，采用双割据或三割据同时完成坡口的加工。坡口加工的尺寸公差对于焊件的组装和焊接质量有很大的影响，应严格检查和控制。坡口的尺寸公差一般不超过±0.5mm。

八、焊接方法的重要性

焊接质量对工艺方法的依赖性很强，焊接方法在影响焊接工序质量的诸因素中占有非常突出的地位。工艺方法对焊接质量的影响主要来自两个方面，一方面是工艺制订的合理性；另一方面是执行工艺的严格性。工艺方法是根据模拟相似的生产条件所作的试验和长期积累的经验以及产品的具体技术要求而编制出来的，是保证焊接质量的重要基础，它有规定性、严肃性、慎重性和连续性的特点。通常由经验比较丰富的焊接技术人员编制，以保证它的正确性与合理性。在此基础上确保贯彻执行工艺方法的严格性，在没有充足根据的情况下不得随意变更工艺参数，即使确需改变，也得履行一定的程序和手续。

不合理的焊接工艺不能保证焊出合格的焊缝，但有了经评定验证的正确合理的工艺规程，若不严格贯彻执行，同样也不能焊出合格的焊缝。两者相辅相成，相互依赖，不能忽视或偏废任何一个方面。在焊接质量管理体系中，对影响焊接工艺方法的因素进行有效控制的做法是：必须按照有关规定或国家标准对焊接工艺进行评定。

选择有经验的焊接技术人员编制所需的工艺文件，工艺文件要完整和连续。按照焊接工艺规程的规定，加强施焊过程中的现场管理与监督。

在生产前，要按照焊接工艺规程制作焊接产品试板与焊接工艺检验试板，以验证工艺方法的正确性与合理性。还有，就是焊接工艺规程的制定无巨细，对重要的焊接结构要有质量事故的补救预案，把损失降到最低。可根据在特定环境下，焊接质量对环境的依赖性也是较大的。焊接操作常常在室外露天进行，必然受到外界自然条件（如温度，湿度、风力及雨雪天气）的影响，在其它因素一定的情况下，也有可能单纯因环境因素造成焊接质量问题。所以，也应引起一定的注意。在焊接质量管理体系中，环境因素的控制措施比较简单，当环境条件不符合规定要求时，如风力较大，风速大于四级，或雨雪天气，相对湿度大于90%，可暂时停止焊接工作，或采取防风、防雨雪措施后再进行焊接，在低气温下焊接时，低碳钢不得低于-20℃，普通合金钢不得低于-10℃，如超过这个温度界限，可对工件进行适当的预热。

第五篇：半固态成型加热工艺对镁合金组织与耐腐蚀性能影响

大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

调研报告

1.课题来源及意义

镁是地壳中含量最丰富的元素之一，其丰度居第8位，约占地壳组成2.5％，主要以白云石(碳酸镁钙)、菱镁矿存在，此外，海水中含镁约0.13％，可谓取之不尽[1]。镁合金密度小、比强度高、弹性模量大、减振、抗冲击性能好，成为21世纪材料体系中的重要组成部分，在航空、航天、汽车等众多领域得到广泛应用[2，3]。然而镁合金仍暴露出力学性能偏低和耐蚀性能差等问题。

本次课题研究了半固态重熔工艺对镁合金组织与耐腐蚀性能的影响。半固态等温热处理是20世纪90年代中期发展起来的一种半固态合金的制备方法，该方法将合金加热到固液两相区并保温以获得特殊的组织形态，是一种消除铸件中枝晶粗大的有效方法。

本课题的主要意义是通过加强镁的力学性能、耐蚀性的相关研究，积极探索增强镁合金强度、耐蚀性的途径，推动镁合金作为结构材料的应用。

2.镁合金的发展概况

2.1国内外镁合金材料应用的现状

（1）通讯电子行业

镁合金在电子行业中的应用以3C产品(手机、笔记本电脑、数码相机)为主导, 用镁合金制造的壳罩与传统塑胶壳罩相比, 具有如下优缺点。优点: 1)强度、刚度高, 镁合金强度比塑胶的大4~ 5倍、刚度大20倍, 用作外壳, 可以做得更薄、更轻;2)散热性好, 镁合金的散热性是塑胶的200倍~ 300倍, 比热也比塑胶的大, 不易过热;3)镁合金导电性能佳, 有电磁屏蔽作用, 可防止电磁干扰和对人体的伤害, 不必另作导电处理。缺点: 1)制造周期长, 镁合金制品制造工序冗长, 开模耗时长, 成型后还需二次加工和后续处理;2)生产成本高, 原料贵, 制造工序多, 产品的良品率低, 使镁合金制品成本偏高;3)色彩变化少, 镁合金本身为银灰色, 只能用涂装印刷变色, 无法如塑料壳那样混色出多种色彩与纹路。综上所述, 镁合金与塑胶各有所长, 但随着镁合金制件加工方式的改进, 镁合金具有越来越强的竞争力。（2）汽车行业

为减轻汽车重量以降低油耗, 以及“环保型汽车”对材料可回收性的要求, 镁合金在汽车工业中的应用日益广泛。目前汽车工业中镁合金用量较多的地区和国家主要是北美、欧洲、日本和韩国。美国福特、通用、克莱斯勒3家公司在每辆汽车上采用的镁合金铸件分别达到30个, 45个和20个。瑞典最新推出的沃尔沃CP2000车型全重700 kg, 所用镁合金件达50kg, 包括轮毂、离合器箱、转向齿轮箱、后悬臂、发动机架、进气歧管、气缸体等重要部件。我国汽车厂使用镁合金件还刚刚开始, 目前一汽、东风和上海大众等厂家已在使用, 上海桑塔纳轿车的变速箱壳体、壳盖和离合器外壳等使用镁合金量约8.5 kg。大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

（3）自行车行业

自行车是人力驱动的工具, 减轻质量可以方便使用。作为自行车架, 镁合金具有密度小、含量丰富、可加工性好、减振性能优异(单位减振性能比硬铝高100倍、比合金刚高20倍, 比钛合金高300倍~ 500倍)等优点。另外, 镁合金制品具有较高的抗侧向冲击与负载的能力。中国台湾自行车工业研究发展中心联合多家自行车厂, 已经开发完成镁合金自行车。（4）生物医用材料

镁作为硬组织植入材料, 具有一系列突出的优点, 如: 密度小(约为1.7g /cm3, 接近人骨的密质骨密度1.75g /cm3)、比强度和比刚度高、加工性能好、弹性模量较低(和人体匹配, 能有效缓解应力遮挡效应)等。另外, 镁参与人体内一系列新陈代谢过程, 包括骨细胞的形成, 加速骨愈合能力。但是由于镁及镁合金的耐蚀性较差, 很难在腐蚀性较强人体生理环境的中长期发挥作用。因此, 增强耐蚀性成了镁合金在生物材料领域应用的关键。

日本在1999年9月启动了/高级镁合金科技研究平台0项目, 拟在“ 新合金的开发”、“表面改性”、“生态材料”和“镁合金的新功能与应用”4个方面对镁及镁合金进行研究与开发。其中, 镁合金应用于生物材料的研究作为该项目的一个重要分支已取得了一定的成果。

2.2镁合金成型方法

镁合金零件的成形有压力加工和铸造, 铸造以适应性广、成形性好而具有一定的优势。镁合金零件的铸造成形方法有砂型铸造、重力金属型铸造、低压铸造、消失模铸造、压力铸造、挤压铸造以及新型的半固态铸造。（1）传统铸造方法

砂型铸造投入少、工装准备时间短, 适于大件、小批生产。砂型铸造精度低, 加工余量大。重力金属型铸造因采用了冷却能力强的合金材料作为铸型, 与砂型铸造比, 生产效率高, 铸件组织细化, 性能得到改善, 但工艺出品率低。低压铸造克服了重力铸造的缺点, 通过调节填充气氛的流量和压力, 控制液态合金的充填速度和充型形态, 并在一定的压力下凝固。低压铸造的工艺出品率大大提高, 充型缺陷得到有效控制, 但浇道的开设和冒口的布置缺乏一定的灵活性;同时工序较多, 有一定的密封性要求。（2）消失模铸造

消失模铸造能方便地焊接、装配模样, 不用取模, 可以生产高精度、复杂的铸件。从20世纪90 年代起, 真空负压造型的消失模铸造在中国获得快速发展。镁合金采用消失模铸造具有的优点是:a.采用干砂, 避免了普通砂型铸造由水分引起的镁合金燃烧问题, 且消失模汽化形成的还原性气氛还可以抑制镁合金氧化燃烧;b.镁合金线收缩率是铝合金的1.12倍, 热裂倾向大, 干砂退让性好, 可以有效解决这个问题。目前, 消失模铸造应 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

用于镁合金的生产已取得了初步进展。（3）压力铸造 传统压铸。压力铸造属于高压成形方法。成形的液态金属以很高的速度充型, 并在很高的压力下凝固。压力铸造成形性好, 生产效率高, 生产的零件质量好, 特别适合薄壁零件的生产。镁合金在压铸方面存在如下优势:液粘度低、流动性好,易于充型;铸件铸造斜度小,仅为115 b(铝合金是210b~ 315b);铸件尺寸精度高;熔点和结晶潜热低, 压铸过程中对模具的冲蚀小, 其模具寿命长;压铸周期短, 生产率高。这些优势使得压铸成为镁合金最主要的成形工艺, 世界镁合金铸件的93%是用压铸工艺生产的。真空压铸及充氧压铸。真空压铸是在压铸过程中抽出型腔内的气体,以减少或消除在压铸件内的气孔和溶解于合金中的气体, 提高压铸件的力学性能和表面质量。充氧压铸是一种无孔压铸, 该法在充型前将氧气或其它活性气体充入型腔以置换型内空气, 充型时, 活性气体与镁合金液反应生成弥散分布的金属氧化物, 达到消除压铸件内气体和气孔的目的。用该法生产的压铸件可以进行热处理强化。(4)挤压铸造

挤压铸造是使金属液在较高的压力下成形和凝固, 该工艺充型速度相对较小, 补缩作用强, 极大地减少铸件的疏松和气孔缺陷, 提高铸件的致密度, 获得的铸件可热处理;同时, 该工艺能有效地增大合金与铸型间的传热系数及冷却能力, 获得的铸造组织晶粒细小, 是一种具有广泛应用前景的先进成形工艺技术。挤压铸造最重要的工艺参数是铸型温度、浇注温度、合挤压压力、保压时间和挤压速度, 这些因素与铸件的结构密切相关。挤压铸造的充型压力比重力金属型铸造要高几个数量级, 要获得无气孔的挤压铸件, 凝固温度区间越大所需的充型压力越大。(5)半固态铸造

半固态是指合金内既存在球团状固相又存在流体液相的两相状态。半固态铸造是合金在凝固过程中, 进行剧烈搅拌或控制固-液温度区间, 得到半固态组织, 然后浇注成形的方法。该工艺成形温度低,凝固收缩小, 成形零件精度高, 质量好, 是一种大有前途的镁合金零件的成形方法。镁合金半固态铸造可分为: 流变铸造、触变铸造和触变注射成形。镁合金半固态流变铸造。镁合金半固态流变铸造, 是将经搅拌等工艺获得的半固态浆料在保持其半固态温度的条件下直接进行半固态铸造, 由于半固态金属浆液的保存和输送很不方便,因而这种方法投入实际应用的较少。有人直接在压铸机压室中用电磁搅拌方法制备半固态金属浆液,然后将其挤入模具型腔成形。该工艺的关键是制得固相为球团状的半固态组织。目前常用的半固态组织的制备工艺有: 机械搅拌法、电磁搅拌法、应变诱发熔化激活法和半固态等温热处理法、化学晶粒细化法、形变热处理法、喷射沉积法等。镁合金半固态触变铸造。触变铸造也叫触变成形, 是将经搅拌等工艺获得的半固 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

态坯料冷却凝固后, 按所需尺寸下料, 再重新加热到半固态温度, 然后放入模具型腔中进行成形加工。

华东科技大学的万迪庆[4]研究了半固态重熔加热工艺参数对AZ91D镁合金半固态组织演变及其耐蚀性的影响。结果表明：AZ91D镁合金在液固双相区进行重熔处理时，合金中低熔点共晶组织首先发生熔化并隔离α-Mg树枝晶，其后被隔离的粗大α-Mg树枝晶逐步演化成为类球晶甚至发生合并长大现象。半固态重熔处理中合金组织内部共晶组织分散程度或枝晶球化程度越高越有利于提高合金的耐蚀性。注射成型。半固态触变注射成形的工艺过程接近于注塑成形。首先将镁合金锭加工切制成细颗粒状, 将此种镁合金颗粒装入料斗中, 强制输送到粒筒中, 粒筒中旋转的螺杆驱使镁合金颗粒向模具方向运动, 当其到达粒筒的加热部位时, 合金颗粒呈部分熔融状态, 在螺旋体的剪切作用下, 具有枝晶组织的合金料形成了具有触变结构的半固态合金, 当其累积到一定体积时, 被高速(5.5m / s)注射到抽成真空的预热型腔中成形。半固态合金在外力作用下可以像热塑性塑料一样流动成形, 但触变注射成形的温度、压力和螺杆旋转速度远远高于注塑设备的。成形的加热系统采用了电阻和感应加热的复合工艺, 将合金加热至(582±2)℃, 固相体积分数达60% , 同时通入氩气进行保护。

2.3镁合金表面防腐处理

镁合金优异的物理和机械性能使其近年来得到广泛关注。镁合金具有较高的比强度和比刚度，较强的电磁屏蔽和抗辐射能力，以及良好的减震性、切削加工性能等特点，在汽车、摩托车等交通工具，3C产品、航空航天、兵器工业等领域的应用日趋广泛。但是镁是一种电负性极强的金属，标准电极电位为－2.37V，在潮湿，CO2，SO2，Cl-的环境里极易发生腐蚀。除此之外，镁合金由于杂质元素和合金元素的存在，还容易产生电偶腐蚀、应力腐蚀开裂以及腐蚀疲劳，大大限制了镁合金在工业、军工等领域的广泛应用。目前国内外都加大了对镁合金腐蚀问题的研究，以期通过有效的表面处理方法来提高镁合金表面的抗腐蚀能力，使其能够在不同的领域得到更为广泛的应用。（1）化学转化膜处理

镁合金化学转化膜的防腐蚀效果优于自然氧化膜[5],并且化学转化膜可提供较好的涂装基底。传统的化学转化法是铬化处理，其机理是金属表面的原子溶于溶液后，引起金属表面的pH值上升，在金属表面沉积铬酸盐与金属胶状物的混合物的过程，这种混合物在未失去结晶水时具有自修复功能，因而耐蚀性好。但由于铬酸盐处理工艺中含Cr6+离子，对环境造成污染且废液的处理成本高，现已被其它的化学转化膜法所取代，如磷酸－高锰酸钾转化膜、稀土转化膜等。磷酸－高锰酸钾转化膜处理方法主要是在镁合金表面形成以Mg3(PO4)2为主的组成物，同时含有铝、锰等化合物的磷化膜。经过该处理所得的膜层为微孔结构且与基体结合牢固，并具有良好的吸附性、耐蚀性，因而可作为镁合金涂装中的底漆层使用。赵明[6]等人对镁合金磷酸盐－高锰酸盐化学转化处理工艺进行了研究，发现pH值为4，K2HPO4的质量浓度为150g/L,KMnO4的质量浓度为40 g/L的 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

处理液能显著提高镁合金表面的耐腐蚀性能。在盐雾试验温度为30℃，盐雾沉积率为0.0138 mL/（cm2·h）的条件下，连续喷雾24 h后，镁合金表面所得膜的腐蚀率为8%，而铬酸盐处理工件表面腐蚀率为21%。这说明镁合金磷酸盐－高锰酸盐化学转化处理能提高镁合金表面抗蚀能力。

Rudd等研究发现镁及镁合金在经过pH值为8.5的铈、镧和镨等稀土盐溶液浸泡处理后，可以显著提高镁及其合金的表面耐腐蚀性能。但随着浸泡时间过长，涂层的保护性能开始恶化，导致镁合金表面的耐腐蚀性能也随之降低。因此，为了得到较好的表面处理效果，在形成稀土转化膜后应立即进行封孔处理。（2）阳极氧化处理

阳极氧化处理[7,8]是镁合金现今应用较广的一种表面处理方法。阳极氧化不同于化学氧化，它是通过电化学反应，在金属表面得到具有一定厚度、稳定的氧化膜层，从而提高金属表面耐腐蚀性能。

DOW17法和HAE法是20世纪50年代开发的阳极氧化技术。DOW17法生成的氧化膜是由Cr2O3，MgCr2O3及Mg2FPO4构成，该氧化膜的耐蚀性和耐磨性好，但脆性较大。用HAE法制成的氧化膜是由MgO与MgAl2O4 构成，膜层坚硬，耐磨性好，进一步喷漆后盐雾试验可达到500h。但这两种工艺都含有剧毒的六价铬离子，含铬的化合物对环境和人类健康都有着不同程度的危害。因此，目前各国着力于研制一种环保型的电解液用于镁合金的阳极氧化。等离子微弧阳极氧化是对阳极氧化工艺的继承和发展。等离子微弧阳极氧化在阳极区产生等离子微弧放电，微弧氧化电压[9]在140V～220V之间，火花放电短时间（1s～2s）里使金属表面局部温度升高至1000℃以上，从而使氧化物熔覆在镁合金表面，形成陶瓷质的阳极氧化膜，大大提高了普通阳极氧化膜的硬度和致密性。因此等离子体微弧阳极氧化比普通阳极氧化膜的耐蚀性和抗磨性均有提高。薛文彬等在浓度为10g/L的NaAl2O3溶液中用30kW的等离子微弧氧化装置对镁合金MB15进行2 h的微弧阳极氧化处理，对氧化膜分析发现，基材表面中的Zn元素会进入溶液，而溶液中的Al元素参与化学反应并进入氧化膜内，在膜表面形成贫Zn富Al层。将处理过的样品在0.1%的H2SO4溶液中浸泡4 h后，白色氧化膜开始出现腐蚀坑，而未处理的镁合金放入同一溶液中几秒钟后就出现明显的析氢腐蚀。这表明镁合金经微弧阳极氧化处理后耐蚀性得到较大的提高。（3）金属涂层处理

化学镀是在镁合金表面制备金属涂层的常用方法。该方法制备的金属涂层是通过溶液中的金属阳离子还原为金属原子沉积于镀件表面来实现的，其中反应所需的电子由基体金属直接提供。其优点有：可以在形状复杂的样品，特别在孔洞及深凹处制备厚度比较均匀的镀层。目前已应用于镁合金的化学镀层主要有Cu/Ni/Cr，Ni/Au，化学镀镍等。化学镀镍是近年来应用广泛的一种方法。化学镀镍主要有浸锌法和直接化学镀镍2 种。浸锌法其工艺流程与电镀相同，其工艺过程为：表面处理－活化－浸锌－镀铜－化学镀 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

镍/电镀，但其工艺复杂，镀液中含有CuCN，KCN，NaCN 等毒性较大的物质，易对环境造成污染。直接化学镀镍是通过还原剂将水溶液中的镍离子催化还原为金属镍并沉积到零件表面的方法。直接化学镀镍法工艺简单、毒性小、废水处理容易，而且镀层的结合性能较好。玄兆丰等人对AZ91D镁合金[10]进行了直接化学镀镍工艺的研究。工艺流程为：制样－超声波清洗－碱洗－水洗－酸洗－水洗－活化－水洗－化学镀镍－水洗－烘干。生成的化学镀镍层经显微硬度测试，镀层HV 硬度为5500MPa～6000MPa，在经过300h连续喷雾的中性盐雾试验检验后，镀层未出现腐蚀斑点，表明镀层具有良好的耐蚀性，为镁合金基体提供了良好的保护。此外，热喷涂也是在镁合金表面制备金属涂层的一种方法。热喷涂是通过火焰、电弧或等离子体等热源，将线状或粉状的材料加热至熔化或半熔化状态，随后将其形成高速熔滴，喷射于镁合金基体表面，经过冷却后，在表面形成金属涂层。该方法可以对镁合金表面进行强化，从而提高镁合金表面耐磨和耐腐蚀性能。常用的镁合金表面热喷涂处理方法有表面热喷涂铝、喷涂纳米和陶瓷涂层材料等。

（4）有机涂层处理

有机涂层也是一种镁合金防腐蚀的重要方法。有机涂层的种类很多，如油或油脂能在短时间内保护镁合金；环氧树脂涂层由于具有很强的黏附力，与水不发生浸湿，并且强度高，从而应用较为广泛。尽管有机涂层的品种很多，操作简单，适应范围较广，是一种较为经济的镁合金表面处理方法。但是，一般比较薄（厚度小于1μm）、有孔隙、机械性能差，在强腐蚀介质、冲刷、冲击、腐蚀、高温下容易脱落，因此，只能在短时间内对镁合金进行保护。粉末涂层也是有机涂层的一种。该方法首先将添加颜料的树脂涂层粉末涂于基体表面，然后加热使其聚合熔合形成匀、无孔的膜层。由于环保，操作简单，并能在粗糙表面形成均匀的厚度的膜层，同时涂层材料损失很小，且可使用不溶于有机溶剂的树脂作为涂层粉末，故可作为涂漆工艺的理想替代涂层。镁基体上得到的环氧基粉末涂层在盐雾试验和腐蚀循环试验中表现出良好的耐腐蚀性能。（5）有机镀膜

森邦夫等研究开发的有机镀膜技术[11]，是一种赋于金属材料表面多功能化和高性能化的有效方法[12]。该方法采用三电极工作方式，镀液为含有特殊功能基团的三氮杂嗪硫醇类有机化合物水溶液，在施加一定的电流或电压和较短时间的条件下，有机化合物单体在镁合金表面通过电化学反应生成纳米级厚度的有机功能薄膜，从而对镁合金表面进行改性。由于该有机薄膜是通过三氮杂嗪类有机物中所含的功能基团与镁合金表面反应生长并相互聚合增厚得到，且该薄膜生长致密、排列有序，因而经有机镀膜处理后的镁合金表面具有良好的抗腐蚀性能。此外，由于镀液为功能基团可选的三氮杂嗪硫醇类有机材料，因而可以通过选择不同的功能基团（如疏水、亲水），达到镁合金表面多功能化改性。

（6）物理气相沉积 大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，简称PVD)是在真空条件下，采用各种物理方法，将固态的镀料转化为原子、分子或离子态的气相物质后，沉积于基体表面，形成固体薄膜的过程。按沉积薄膜气相物质的生成方式和特征可以将其分为真空蒸镀、溅射镀膜和离子镀膜3种。中国科学院金属研究所霍宏伟等人尝试通过磁控溅射的方法对AZ91D镁合金表面进行改性。试验选用纯Al材料作为靶材,试验采用氩气压力为0.2Pa，功率15kW，基体温度300℃，溅射时间1.5h。然而由于AZ91D镁合金和Al之间的线性热膨胀系数的差异，溅射Al薄膜层与镁合金表面的结合力并不理想。Senf[13]等用PVD的方法在AZ91镁合金表面沉积了Cr和CrN的多层膜。结果表明，这些膜层解决了膜层与基体结合力和耐磨性的问题，但是由于制得的膜层具有较多的孔洞，而导致表面的防腐能力较差。

（7）快速凝固和其它表面改性处理

快速凝固技术[14]是一种能够有效的提高镁合金耐蚀性的方法，其原因有2个方面：一是快速凝固合金的成分和组织均匀，能抑制局部腐蚀；二是快速凝固技术能提高合金的固溶度，使有害杂质固溶于合金基体中，不易使有害相析出，从而减轻了腐蚀倾向；同时还能形成非晶态的氧化膜，提高合金的耐蚀性。实验结果表明，快速凝固工艺可以将镁合金的腐蚀速率降低至少2个数量级，并且点蚀电位大大提高。发生应力腐蚀开裂时，快速凝固镁合金的再钝化速度和钝化膜的完整性也大大高于普通铸造镁合金。除此之外，离子注入、激光表面热处理和激光表面合金化等表面改性技术也能够显著的提高镁合金的抗蚀性能。离子注入法是一种较新的表面改性方法，实验证明，通过往金属表面注入耐蚀性好的Al，Cr，Cu等元素，可大幅度的提高合金的耐蚀性。

3．课题的研究目标和内容

目标：本课题主要研究目标是半固态重熔工艺对镁合金组织与耐腐蚀性能的影响。内容：主要针对应用最广泛的AZ91镁合金进行研究，通过考察对比铸态树枝晶与挤压后的球形晶两种初始状态重熔加热后的组织的变化，探讨用于获得半固态组织的较佳的初始状态，为镁合金的半固态成型奠定基础。

（1）AZ91镁合金试样加工，确定获得半固态组织的等温处理工艺参数；（2）改变等温温度、等温时间，对不同工艺参数下得到的试样组织进行金相观察；（3）进行浸泡腐蚀试验；（4）分析讨论试验结果；（5）撰写论文，准备答辩；

4．实验方案可行性分析及已具备的实验条件

工厂可以提供原材料，学院试验设备能保证基本的组织观察。成形专业已经学习了成型原理，合金熔炼及镁合金的一些相关知识，有一定的专业基础，同时通过实验课程的学习学生已具备了基本的应用检测仪器的能力，会制作金相试样，会进行组织观察。这些都保证了毕业设计能顺利的进行。大连交通大学2013届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告

参考文献

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