研究目的
通过准连续波激光表面熔凝改善2219铝合金的耐蚀性,重点研究析出相形貌、溶质偏聚及腐蚀行为。
研究成果
QCW-LSM通过细化析出相形貌和减少溶质偏聚有效提升耐腐蚀性,形成低缺陷密度钝化膜并增强再钝化能力。该工艺不损害力学性能,在铝合金中展现出更广泛应用潜力。
研究不足
电子探针显微分析仪(EPMA)的空间分辨率(约1.0微米)可能导致对QCW-LSM处理样品中细小析出物铜浓度测量的不准确。本研究仅限于2219铝合金,可能无法推广到其他合金。潜在的优化方向包括进一步提高冷却速率或调整激光参数以最小化重叠区域效应。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用准连续波(QCW)和连续波(CW)激光表面熔凝(LSM)技术处理2219铝合金试样,并与原始状态试样进行对比。其原理是利用QCW-LSM的快速冷却速率和多向凝固特性来细化微观结构并减少溶质偏析。
2:样品选择与数据来源:
材料为2219铝铜合金均匀化铸锭,成分通过电感耦合等离子体发射光谱仪测定。激光处理前对试样进行抛光和清洗。
3:实验设备与材料清单:
设备包括Yb光纤激光器(IPG YLS-5000)、扫描电子显微镜(SEM,JSM-5600LV,JEOL)、电子探针显微分析仪(EPMA,JXA-8230)、X射线衍射仪(XRD)、扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM,布鲁克Multimode 8)、X射线光电子能谱仪(XPS,赛默飞世尔)以及用于电化学测试的Zennium恒电位仪。材料包括2219铝合金、用于惰性环境的氩气以及用于腐蚀测试的3.5%氯化钠溶液。
4:0)、扫描电子显微镜(SEM,JSM-5600LV,JEOL)、电子探针显微分析仪(EPMA,JXA-8230)、X射线衍射仪(XRD)、扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM,布鲁克Multimode 8)、X射线光电子能谱仪(XPS,赛默飞世尔)以及用于电化学测试的Zennium恒电位仪。材料包括2219铝合金、用于惰性环境的氩气以及用于腐蚀测试的5%氯化钠溶液。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在CW和QCW模式下以特定参数(如功率、扫描速度、重叠率)进行激光处理。采用SEM、EPMA、XRD、SKPFM和XPS进行冶金和成分分析。腐蚀评估包括循环动电位极化测试和氯化钠溶液浸泡测试,随后进行形貌和成分分析。
5:数据分析方法:
使用等效圆直径、形状因子和面积分数量化富铜析出相的形貌参数。分析电化学数据中的腐蚀电位、孔蚀电位和电流密度。对EPMA和SKPFM数据应用统计分析。
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Yb-fiber laser
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