Electron beam multi step and multi process technologies for local materials engineering of magnesium alloys for a load related modification of surface properties (EB-MeMaRa)

用于镁合金局部材料工程的电子束多步骤和多工艺技术,用于与负载相关的表面性能改性(EB-MeMaRa)

基本信息

项目摘要

The custom-designed protection of Mg alloys against wear and corrosion is an urgent demand to extend the application fields of these advantageous light weight construction materials. Electron beam (EB) multi-step and multi-process technologies are excellently suitable for a local materials engineering regarding the load specific modification and optimization of surface properties. These effects in their entirety are realizable only by means of EB surface technologies using flexible process steps in connection with suitable thermal cycles and conditions of vacuum.The aim of the requested research project EB-MeMaRa is the establishment of scientific fundamentals for the generation of graded surface layers on Mg materials exhibiting increased stability against corrosion and wear. Basing on the positive results of the first project period within the scope of the follow-up application the interactions between EB and material will be extensively investigated using selected combinations of substrate and additional. The effects of process parameters on structure and properties will be researched to provide fundamental contributions for the process background.The reference material is the basic alloy AZ91 and as additive materials the alloys AlSi12 and AlSi30 are used for EB alloying (EBA), the combination of AlSi30+TiC is used for EB dispersion alloying (EBDA). For both technologies the additive materials are applied as wires and/or powders being deposited by means of arc plasma spraying (APS).The main point of interest are investigations into the wear and corrosion behavior of selected defect-free alloyed layers and dispersion alloyed layers showing novel structural features (e.g. supersaturated phases, intermetallic compounds, grain size and distribution of hard particles).Compared with the previous project the extended and new available measurement methods like a self-made hydrogen measuring probe as well as a new pin-on-disc tribometer contribute to an extended investigation of the acting wear and corrosion mechanism to define and generate optimal layer configurations.A successful realization of the requested project provides a contribution for the generation of significant requirements for a comprehensive industrial application of Mg light weight construction materials.
定制设计的镁合金防磨损和防腐蚀保护是扩展这些有利的轻质建筑材料的应用领域的迫切需求。电子束 (EB) 多步骤和多工艺技术非常适合有关负载特定改性和表面性能优化的局部材料工程。这些效果只有通过 EB 表面技术才能实现,采用灵活的工艺步骤,并结合适当的热循环和真空条件。 所要求的研究项目 EB-MeMaRa 的目的是为生成分级材料建立科学基础。镁材料的表面层表现出更高的抗腐蚀和磨损稳定性。基于第一个项目期间在后续应用范围内的积极成果,将使用选定的基材和附加物的组合来广泛研究 EB 和材料之间的相互作用。将研究工艺参数对结构和性能的影响,为工艺背景提供基础贡献。参考材料是基础合金AZ91,合金AlSi12和AlSi30作为添加材料用于EB合金化(EBA), AlSi30+TiC用于EB弥散合金化(EBDA)。对于这两种技术,添加剂材料均以线材和/或粉末的形式通过电弧等离子喷涂 (APS) 沉积。主要关注点是研究选定的无缺陷合金层和弥散合金层的磨损和腐蚀行为显示出新颖的结构特征(例如过饱和相、金属间化合物、晶粒尺寸和硬质颗粒的分布)。与之前的项目相比,扩展和新的可用测量方法,如自制的氢测量探针以及新的钉接式测量方法光盘摩擦试验机有助于对作用磨损和腐蚀机制进行扩展研究,以定义和生成最佳的层配置。所要求的项目的成功实现为镁轻质建筑材料的综合工业应用的重要要求的产生做出了贡献。

项目成果

期刊论文数量(4)
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专利数量(0)
Influence of electron beam liquid phase surface treatments on the corrosion resistance of AZ91D using different additive deposition techniques
  • DOI:
    10.1016/j.corsci.2014.07.030
  • 发表时间:
    2014-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Fritzsch, Katja;Buchwalder, Anja;Jung, Anne
  • 通讯作者:
    Jung, Anne
Improved surface properties of AZ31 and AZ91 Mg alloys due to electron beam liquid phase surface treatment
  • DOI:
    10.1016/j.matpr.2015.05.009
  • 发表时间:
    2015-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fritzsch, K.;Zenker, R.;Buchwalder, A.
  • 通讯作者:
    Buchwalder, A.
Dry Sliding Wear Behavior of EB Surface-Alloyed and Dispersed AZ91 Magnesium Alloy under Mild Wear Conditions
EB表面合金化和弥散AZ91镁合金在轻度磨损条件下的干滑动磨损行为
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/msf.828-829.272
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fritzsch;Buchwalder;Zenker
  • 通讯作者:
    Zenker
Influence of Microstructure on the Corrosion Resistance of AZ91D After EB Surface Alloying
  • DOI:
    10.4028/www.scientific.net/msf.765.607
  • 发表时间:
    2013-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Fritzsch, Katja;Buchwalder, Anja;Klemm, Marco
  • 通讯作者:
    Klemm, Marco
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