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镁合金拥有优良的电磁屏蔽性能、散热性能、机械加工性能和减震性能,是最轻的结构金属材料。但是镁合金的耐腐蚀性能较低,制约了其优势性能的发挥。因此,采用激光冲击强化技术增强镁合金耐腐蚀性能具有重要的现实意义。 本文以铸态镁合金和AZ31镁合金板材为研究对象,经过激光冲击强化处理(Laser Shock Processing),简称LSP技术,以期待改善镁合金表层组织形态和残余应力分布状态,进而改善其耐腐蚀性能。对经过激光冲击强化的镁合金进行了显微硬度、粗糙度、残余应力和金相组织的分析,并进行了电化学腐蚀试验研究。论文研究的主要内容如下: 激光冲击强化提高镁合金表面硬度,强化层深度大约在300μm左右,横截面硬度呈梯度变化。冲击试样表面形成残余压应力,其大小随脉冲能量的增加而增加。试样表层晶粒发生明显细化,随着脉冲能量的增加晶粒细化程度更加明显。 AZ31镁合金板材电化学腐蚀试验结果表明,脉冲能量小于2.8J时,随着激光能量的增加,自腐蚀电位正向移动,电流密度降低,耐腐蚀性能提高;能量大于2.8J时,自腐蚀电位负向移动,电流密度升高,耐腐蚀性能降低。 铸态镁合金化学腐蚀试验结果表明,经过激光冲击处理后,固溶态镁合金由于晶粒细化耐腐蚀性增强,时效态则受β相的分布影响耐腐蚀性降低;铝含量低的镁合金通过LSP改善耐腐蚀性效果更明显,不同铝含量的镁合金通过LSP改善耐腐蚀性的机制是相同的。 镁合金在NaCl水溶液中的腐蚀具有典型的点蚀特征,表面形貌主要是蜂窝状的孔洞;镁合金的腐蚀主要发生在α基体,而β相具有两重作用,既可与α相或表面膜形成电偶加速腐蚀,又可作为腐蚀阻碍层提高表面膜的稳定性;LSP后在材料表面产生的孪晶组织具有阻碍腐蚀进行的作用。 激光冲击强化能够使镁合金表面强化,不仅合金晶粒细化,产生高密度位错和孪晶,而且表层产生残余压应力,改善了镁合金的电化学腐蚀性能。因此,激光冲击处理技术在镁合金的推广应用方面能发挥巨大作用。