AZ81镁合金表面固态扩渗Al、Zn渗层形成机理

作者：刘纹序; 李秀兰^*; 周新军

来源：表面技术, 2018, 47(08): 36-41.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.08.006

• 镁合金
• Al
• Zn
• 固态扩渗
• 形成机理

目的通过表面固态扩渗合金化技术获得金属扩渗涂层,研究扩渗涂层的形成机理。方法在390℃对AZ81镁合金表面固态扩渗Al和Zn,通过X射线衍射仪和光学显微镜,对扩渗合金层的物相结构和形貌进行分析,通过建立扩渗过程模型研究其扩渗形成机理。结果扩渗时间为48 h时,合金扩渗层中除了AZ81镁合金的原始相a-Mg+Mg17Al12外,还会发生Mg0.97Zn0.03→Mg7Zn3+Mg2Zn3+Mg2Zn11+AlMg2Zn→Mg32(Al,Zn)49+AlMg4Zn11+AlMg2Zn等变化。Al和Zn初始阶段在AZ81镁合金表面的扩渗机理为空位扩散,Al和Zn固溶于镁合金基体表面,Zn原子首先达到最大固溶度,Mg和Zn反应生成化合物。但在390℃下扩渗,Mg和Zn的化合物不稳定,会发生分解,形成更稳定的Mg-Al-Zn化合物。Mg-Zn化合物出现后,渗层的形成机理表现为空位扩散+反应扩散+熔化分解,Mg-Zn化合物的熔化分解加速了扩散和反应扩散的进程。结论 AZ81镁合金表面固态扩渗金属Al和Zn,在同一扩渗温度下,随扩渗时间的延长,渗层的厚度、相组成、大小、形貌逐渐发生变化,扩渗合金层的主要形成机理由物理扩散转变为反应扩散。

• 单位
  四川轻化工大学