【摘要】：隨著科技的進步,節(jié)能減排成為社會熱點。目前,鎂合金廣泛應(yīng)用于汽車、航天航空和電子等產(chǎn)業(yè),且鎂合金的摩擦基礎(chǔ)研究主要集中在滑動磨損、腐蝕磨損及表面改性的摩擦磨損等方面。由于鎂元素比較活潑,容易氧化,在微動過程中摩擦化學(xué)行為將對其微動特性和損傷機理有較大影響,但是關(guān)于鎂合金的高溫微動研究較少。本文選用AZ31B變形鎂合金塊與GCr15鋼球進行不同溫度條件下的切向微動試驗,不僅豐富了鎂合金高溫微動磨損研究數(shù)據(jù),而且發(fā)展了微動摩擦化學(xué)機理的基礎(chǔ)理論。微動磨損試驗后,利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子能譜(EDX)、電子探針顯微分析儀(EPMA)、X射線光電子能譜儀(XPS)和白光干涉表面形貌儀等對磨痕微觀形貌和成分等進行分析,研究了 AZ31B鎂合金的微動損傷機理和摩擦化學(xué)行為。獲得的主要結(jié)論如下:(一)AZ31B鎂合金微動磨損的運行特性建立AZ31B鎂合金在室溫條件下的微動運行工況圖并系統(tǒng)研究了溫度對微動運行特性的影響。結(jié)果表明,隨著位移幅值的增加或者法向載荷的減小,微動運行區(qū)域由部分滑移區(qū)逐漸向混合區(qū)和滑移區(qū)轉(zhuǎn)變。溫度的變化對微動運行區(qū)域特性的影響較小當(dāng)微動運行區(qū)域不同時,摩擦系數(shù)隨循環(huán)周期的變化曲線呈現(xiàn)不同的規(guī)律。在滑移區(qū),溫度升高,使得摩擦系數(shù)在上升階段的增長速率增大,峰值升高,到達最大值和穩(wěn)定階段所需的循環(huán)次數(shù)縮短。(二)AZ31B鎂合金微動磨損的損傷機理AZ31B鎂合金在不同微動區(qū)域的特征總結(jié)如下:在部分滑移區(qū),溫度并未改變磨損機制,主要的磨損機制為磨粒磨損和氧化磨損;在混合區(qū),磨損機制主要為剝層和磨痕邊緣氧化磨損,室溫條件下還伴隨磨粒磨損,而在300℃下伴隨粘著磨損;在滑移區(qū),磨損機制主要為剝層、磨粒磨損和氧化磨損,在300℃時,磨粒磨損較輕微,且伴隨著材料轉(zhuǎn)移。當(dāng)循環(huán)次數(shù)相同時,隨溫度的升高,磨損體積先降低后升高。在103和104循環(huán)次數(shù)條件下,200℃的磨損體積最小。(三)接觸界面磨屑層的演變過程在不同溫度和循環(huán)次數(shù)條件下,研究了在微動過程中接觸界面磨屑層的演變過程和磨屑的成分。研究結(jié)果顯示:隨著位移幅值的增加,磨痕表面形成的氧化磨屑層的面積增大,且磨屑含氧量增大。在滑移區(qū),溫度升高加快了磨屑層的形成,但導(dǎo)致磨屑的含氧量降低。磨屑最初在心部壓實,隨后向邊緣擴展,附著整個接觸區(qū)域。在磨損過程中,空氣中的水蒸氣和CO2進入接觸界面,參與了摩擦化學(xué)反應(yīng)。常溫下,磨屑層松散,其成分主要是Mg(OH)_2、MgO和MgCO_3。循環(huán)次數(shù)的增加或者溫度的升高均促進MgCO_3分解為MgO,104循環(huán)后磨屑層不含有MgCO_3。在200℃時,磨痕表面形成光滑的氧化釉層,其成分主要是Mg(OH)_2、MgO和Fe_2O_3,起到固體潤滑作用,減小微動損傷。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.22

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 危少景;魏亮新;;合金元素對鎂合金性能影響[J];科技視界;2013年26期

2 關(guān)子杰;;中國式的摩擦學(xué):潤滑在哪里?——對《摩擦學(xué)科學(xué)及工程應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略研究》的思考[J];石油商技;2013年04期

3 徐小軍;劉捍衛(wèi);朱e，

本文編號：2525039