本文關(guān)鍵詞：AZ51鎂合金摩擦磨損性能研究

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【摘要】：鎂合金具有低密度、高比強(qiáng)度、良好的鑄造和加工變形性能，在航空航天和汽車工業(yè)中具有很大的應(yīng)用潛力，然而較差的抗磨損性能嚴(yán)重阻礙了鎂合金的進(jìn)一步應(yīng)用。摩擦磨損性能不僅是壓力加工過程中不可忽視的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對加工材料表面質(zhì)量和性能有重大影響，也是構(gòu)件服役過程中的參考標(biāo)準(zhǔn)，因此研究鎂合金摩擦磨損性能具有重要的實(shí)際應(yīng)用價值。 本論文選用AZ51鑄造鎂合金在干滑動磨損狀態(tài)下進(jìn)行研究，通過改變滑動速率、加載載荷和滑動距離對磨損過程中的硬度、組織和磨損行為變化進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)AZ51鎂合金磨損分為輕微和嚴(yán)重磨損，輕微磨損包括氧化磨損、磨粒磨損和剝層磨損，嚴(yán)重磨損以熱軟化磨損和熔化磨損為主。在磨損過程中，磨損機(jī)制隨著滑動速率、距離和加載載荷的增大由輕微磨損機(jī)制向嚴(yán)重磨損機(jī)制轉(zhuǎn)變，磨損表面硬度與磨損機(jī)制轉(zhuǎn)變緊密相關(guān)，滑動速率0.1m/s時磨損表面只存在應(yīng)變硬化作用，可作為輕微-嚴(yán)重磨損轉(zhuǎn)變硬度標(biāo)準(zhǔn)線。在一定滑動速率下，硬度值高于此線，發(fā)生輕微磨損，低于此線，發(fā)生嚴(yán)重磨損。 在低速磨損，加載載荷較小時，磨損表面發(fā)生微觀切削作用，導(dǎo)致磨損率和摩擦系數(shù)比中高滑動速率下，加載相同載荷時偏高。載荷增大時，磨損表面熱積累增多，材料塑性增強(qiáng)，，切削作用下降，摩擦系數(shù)降低。嚴(yán)重磨損階段，磨損率曲線在材料發(fā)生熱軟化后急劇增長，然而由于β-Mg17Al12共晶體的熔化吸熱，會造成磨損率曲線非連續(xù)性增長，使磨損率曲線出現(xiàn)短暫平臺甚至下降現(xiàn)象。 磨損過程伴隨材料組織變化，輕微磨損階段，磨損表面發(fā)生形變，隨摩擦熱積累增多，磨損表面溫度升高，化合物逐漸發(fā)生部分溶解。應(yīng)變隨深度增加而減小，形變強(qiáng)化效果減弱，硬度值逐漸接近原始組織硬度。在嚴(yán)重磨損階段，表層晶粒發(fā)生再結(jié)晶，化合物發(fā)生明顯溶解，當(dāng)表面溫度高于熔化溫度，磨損表層變形晶粒完全轉(zhuǎn)化為細(xì)小等軸的熔化-凝固晶粒，造成表面硬度下降。磨損過程中組織演變基本遵循：形變積累→再結(jié)晶→熔化-凝固的規(guī)律，影響硬度和磨損行為，造成磨損率變化。 應(yīng)變和溫度共同主導(dǎo)磨損行為，當(dāng)應(yīng)變作用較強(qiáng)時，磨損表層組織發(fā)生應(yīng)變強(qiáng)化，硬度增加，耐磨性增強(qiáng)，表現(xiàn)為輕微磨損；溫度作用較強(qiáng)時，磨損表層組織發(fā)生再結(jié)晶軟化，硬度下降，磨損表面出現(xiàn)熱擠壓形態(tài)，耐磨性下降，表現(xiàn)為嚴(yán)重磨損。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 磨損行為 再結(jié)晶 硬度
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-25
• 1.1 選題背景11-12
• 1.2 鎂合金概述12-17
• 1.2.1 合金元素在鎂合金中的作用14-15
• 1.2.2 Mg-Al 系鎂合金15-17
• 1.3 摩擦磨損簡介17-20
• 1.3.1 摩擦定義17-18
• 1.3.2 磨損主要機(jī)制18-20
• 1.4 鎂合金摩擦磨損研究進(jìn)展20-23
• 1.4.1 磨損行為與機(jī)理研究21-22
• 1.4.2 磨損圖繪制22
• 1.4.3 增強(qiáng)耐磨性研究22-23
• 1.5 本論文主要研究內(nèi)容23-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法25-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料及性能25-27
• 2.1.1 材料的成分與組織25-26
• 2.1.2 材料的相變與力學(xué)性能26-27
• 2.2 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)27-30
• 2.2.1 磨損性能參數(shù)計(jì)算28-29
• 2.2.2 磨損形貌觀察29
• 2.2.3 磨損微觀組織觀察29-30
• 2.2.4 硬度分析30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 AZ51 鎂合金摩擦磨損行為31-47
• 3.1 磨損行為31-36
• 3.1.1 不同載荷與速率下的摩擦系數(shù)31-33
• 3.1.2 不同載荷與速率下的磨損率33-36
• 3.2 磨損機(jī)制36-43
• 3.2.1 低速滑動磨損機(jī)制36-38
• 3.2.2 中速滑動磨損機(jī)制38-42
• 3.2.3 高速滑動磨損機(jī)制42-43
• 3.3 輕微-嚴(yán)重磨損轉(zhuǎn)變機(jī)制圖43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 AZ51 鎂合金輕微-嚴(yán)重磨損轉(zhuǎn)變研究47-65
• 4.1 磨損表面與磨損行為研究47-54
• 4.1.1 磨損表面硬度與磨損行為研究47-49
• 4.1.2 磨損表面組織與磨損行為研究49-54
• 4.2 磨損亞表層與磨損行為研究54-63
• 4.2.1 磨損亞表層組織與磨損行為研究54-58
• 4.2.2 磨損亞表層硬度與磨損行為研究58-60
• 4.2.3 磨損亞表層組織演變研究60-63
• 4.3 本章小結(jié)63-65
• 第五章 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果75-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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本文編號：605163