超声冲击对AZ91D镁合金耐腐蚀性的影响

　　镁合金以其资源、性能、环境、价格四方面的优势，成为近几年国内外研究和发展的热点与重点，应用前景极为广泛。然而镁合金的实际强度较低以及耐蚀性较差也是被公认的，镁合金较低的实际强度以及较差的耐蚀性能成为限制镁合金实现更为广泛的应用的主要障碍。因此要大力发展镁合金的应用，关键在于提高镁合金的实际强度以及解决镁合金的腐蚀问题。

　　超声冲击技术相对于喷丸、滚压等技术，属于新生事物。它对金属表面进行细化处理，是金属材料表面强化的有效方法。它具有耗能少、操作简单、效率高、适应面广等优点[2]。由于其在材料表面性能改善方面、生产成本方面具有很大的优势，已经吸引了国内外众多学者投入了研究。

　　1 实验过程

　　(1)超声冲击实验

　　本试验所用材料为AZ91D镁合金，坯料通过线切割设备切成7mm厚的片状材料;然后在材料上进行不同工艺参数的超声冲击试验，试样表面冲击好后，再用线切割机切成所需要的试样尺寸。试验的第一个步骤是在AZ91D镁合金上进行超声冲击，所采用的超声冲击设备为HJ-Ⅲ型超声冲击机。

　　(2)金相组织观察

　　AZ91D镁合金进行超声冲击后，对超声冲击表面的侧面进行金相试验;通过光学显微镜及扫描电镜观察金相组织。为了研究超声冲击层的厚度，对超声冲击后的试样侧面用360#-2000#型号的水磨砂纸进行打磨后，再依次经过蒸馏水、无水酒精清洗。用吹风机吹干后用4%的HNO3酒精溶液进行腐蚀，再依次经过蒸馏水、无水酒精清洗。最后通过扫描电镜观察试样的超声冲击层厚度。

　　(3)腐蚀试验

　　腐蚀试验所用腐蚀液为3.5%的NaCl溶液，试样个数为7组共21个试样(包括为冲击的对比试样);腐蚀前用无水酒精把试样表面清洗干净，然后用吹风机吹干。吹干后，用电子天平称量各试样的质量(先后称三次去平均值);然后再把试样分别放入腐液中(每组腐蚀液为100ml)，腐蚀时间为72h。

　　72h后，依次取出各试样;先把各试样放入无水酒精中把腐蚀产物给冲洗干净，再用牙刷仔细清洗试样表面，目的是为了保障试验数据的准确性。清洗干净后，用吹风机把试样吹干，在放置在吸水纸上一段时间，确保试样表面的液体充分蒸发。然后再用电子天平测量腐蚀后各试样的质量(先后测三次取平均值)。

　　2 试验结果讨论及分析

　　(1)超声冲击厚度

　　通过扫描电镜可以明显看到冲击试样表面有一定厚度的强化层如图1所示。

　　镁合金试样经超声冲击处理后，表层组织发生了变化如图1所示。超声冲击后镁合金表面发生了明显的塑性变形，塑性变形量自表及里逐渐减小。在镁合金试样表面经过强烈的塑性变形后, 其位错活动性变大, 可能发生交滑移, 位错大多积聚在局部区域,并纠结在一起, 组成位错缠结, 由此在金属中出现由位错墙和位错胞分割开的、位错密度较低的区域, 即形变亚晶, 形变量越大,亚晶越小, 晶粒细化越明显[3]。