AZ31镁合金固态扩渗La2O3+Zn渗层组织演化过程研究

作者：周立玉; 李秀兰^*; 王宣; 曾洪亮; 余杰

来源：材料导报, 2020, 34(18): 18093-18097.

• AZ31
• 固态扩渗
• La2O3
• Zn
• 作用机理
• 物理模型

通过在AZ31镁合金表面固态扩渗La2O3+Zn,研究扩渗层的组织演化特征,揭示La2O3在扩渗过程中的作用机理。对AZ31镁合金在390℃下进行4 h的表面固态扩渗La2O3+Zn粉末,La2O3在扩渗剂中的质量分数分别为0.0%、0.2%、0.4%、0.6%。通过光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪,研究随La2O3含量的变化,渗层的形貌特征和物相组成的变化规律。随扩渗剂中La2O3含量的增加,渗层组织发生了明显的变化。当扩渗剂中无La2O3时,AZ31镁合金表面无渗层出现;当扩渗剂中La2O3的质量分数为0.2%时,在AZ31镁合金表面可观察到有明显的渗层,渗层主要由Mg0.97Zn0.03+Mg Zn+Mg2Zn3+Mg Zn2组成。当La2O3在扩渗剂中的质量分数超过0.4%以后,AZ31镁合金基体消失,渗层组织中的物相不再发生变化,Mg2Zn11+Mg0.97Zn0.03+Mg Zn+Mg2Zn3+Mg Zn2主要存在于渗层中。随扩渗剂中La2O3含量的增加,渗层组织变得粗大,Mg0.97-Zn0.03和Mg-Zn化合物分别减少和增加,渗层中主要物相为Mg Zn。建立了AZ31镁合金表面固态扩渗La2O3+Zn粉末的扩散物理模型,扩渗过程中主要是Zn原子的扩散,Zn在AZ31镁合金表面的扩散机制为空位扩散。分析了扩渗剂中不同含量的La2O3渗层的组织演化和作用机理,发现La2O3在扩渗过程中起到了催化剂的作用,增强了Zn原子的活动能力,在相同的外界扩渗条件下,La2O3促进了Zn与Mg发生反应从而扩散形成不同的Mg-Zn化合物。

• 单位
  四川轻化工大学