超声辅助激光表面熔凝处理Mg97Zn1Y2合金耐腐蚀性研究

张宏宽; 高江坤; 张昊泽; 王梓印; 许敏恒; 梁鹏舟; 彭珍珍

河北科技大学学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (06) : 672 -683+717.

超声辅助激光表面熔凝处理Mg₉₇Zn₁Y₂合金耐腐蚀性研究

张宏宽, 高江坤, 张昊泽, 王梓印, 许敏恒, 梁鹏舟, 彭珍珍

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摘要

针对Mg₉₇Zn₁Y₂合金表面耐腐蚀性较差这一问题，采用近年来兴起的激光表面改性方法，同时施加超声辅助，通过观察无超声辅助和施加超声辅助的Mg-Zn-Y合金表面微观结构、元素分布和腐蚀行为等，研究超声辅助激光表面熔凝处理（laser surface melting, LSM）技术对Mg-Zn-Y合金表面耐腐蚀性的作用效果和机理。结果表明：虽然电化学测试结果证明，由于表面粗糙度的影响，LSM过程中施加超声辅助并不能显著改善样品的耐腐蚀性，但浸没腐蚀试验得出，当腐蚀时间大于8 h, S160-15、S160-20和S160-25组实验样品的腐蚀速率明显低于S160-0组实验样品；施加超声辅助激光熔凝处理的样品熔凝层厚度与超声振幅呈正相关，均高于无超声辅助激光熔凝处理的实验样品；对耐腐蚀性最好的S160-20组的样品进行电子背散射衍射分析发现，熔凝层产生分层现象，其中上部熔凝层厚度约为24.5μm,下部熔凝层厚度约为59.3μm; S160-20组样品的上部熔凝层腐蚀行为与S160-0组样品熔凝层腐蚀行为一致，但S160-20组样品的下部熔凝层出现晶粒细化现象，这些细化后的晶粒与长周期堆垛有序（long period stacked ordered, LPSO）相形成的电偶腐蚀速率低于基体晶粒与长周期堆垛有序相形成的电偶腐蚀速率。施加超声辅助会使熔凝层厚度增加，更有利于提高Mg-Zn-Y合金长期的耐腐蚀性。