攪拌摩擦加工對(duì)AZ31鎂合金耐磨性及耐蝕性的影響.pdf

1、在UMT-3型多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上，采用球-塊式對(duì)偶往復(fù)滑動(dòng)摩擦磨損測(cè)試法對(duì)比性地研究了攪拌摩擦加工鎂合金FSP-AZ31及其母材AZ31鎂合金的摩擦磨損性能;探索了加載載荷和時(shí)間對(duì)兩者的摩擦系數(shù)及磨損量的影響規(guī)律;采用鹽浴浸泡法對(duì)比性地研究了兩者的耐腐蝕性能，著重分析了它們的腐蝕速率隨浸泡時(shí)間的變化規(guī)律;借助光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)分析了FSP-AZ31和AZ31的微觀組織、磨損面、磨屑、腐蝕表

2、面及對(duì)偶摩擦面的形貌特征及化學(xué)組成;借助電化學(xué)測(cè)試儀測(cè)定了兩者的極化曲線及電化學(xué)阻抗譜;基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果及理論分析，探討了FSP加工對(duì)AZ31鎂合金摩擦磨損性能及耐腐蝕性能的改善機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　1、探明了加載載荷和時(shí)間對(duì)FSP-AZ31及AZ31鎂合金摩擦系數(shù)和磨損量的影響規(guī)律。當(dāng)載荷恒定時(shí)，F(xiàn)SP-AZ31及AZ31的瞬時(shí)摩擦系數(shù)均在起始的0-200s內(nèi)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，前者起始摩擦系數(shù)略小于后者起始摩擦系

3、數(shù)。隨后，兩者的摩擦系數(shù)逐漸趨于近穩(wěn)態(tài)和一致;在摩擦?xí)r間相同的條件下，F(xiàn)SP-AZ31和AZ31的平均摩擦系數(shù)均隨載荷的增大而增大，但增大的幅度逐漸降低，且FSP-AZ31的平均摩擦系數(shù)小于母材的平均摩擦系數(shù)。隨著加載載荷的增大或摩擦?xí)r間的延長(zhǎng)，兩者的磨損量均增加，但FSP-AZ31的磨損量始終明顯地小于AZ31的磨損量，意味著FSP加工可提高AZ31鎂合金表面的摩擦磨損性能。
　　2、對(duì)比分析了FSP-AZ31及AZ31鎂合金磨

4、損面、磨屑、摩擦對(duì)偶的形貌特征和化學(xué)組成，探討了摩擦磨損過程中主要磨損機(jī)制的轉(zhuǎn)變。兩者的磨損面均出現(xiàn)了犁溝、氧化、裂紋及剝層的形貌特征。隨加載載荷的增大和摩擦?xí)r間的延長(zhǎng)，母材AZ31磨損表面因?yàn)榘l(fā)生更為嚴(yán)重的塑性變形及剝層而產(chǎn)生了大量的裂紋和凹坑;二者的磨屑形貌均由顆粒狀轉(zhuǎn)變?yōu)閴K狀，但母材AZ31鎂合金的磨屑體積更大。摩擦對(duì)偶的接觸面上粘附了大量的磨屑，意味著磨損過程中大量的鎂合金材料轉(zhuǎn)移到了摩擦對(duì)偶上。FSP-AZ31及AZ31均經(jīng)歷

5、了從磨粒磨損到氧化磨損最后進(jìn)入嚴(yán)重的粘著磨損和剝層磨損，但FSP-AZ31到達(dá)粘著磨損和剝層磨損的進(jìn)程減緩。
　　3、探明了鹽浴腐蝕過程中浸泡時(shí)間對(duì)FSP-AZ31及AZ31鎂合金腐蝕形貌特征和腐蝕速率的影響規(guī)律，分析了兩者的極化曲線和電化學(xué)阻抗譜圖的變化規(guī)律。在含Cl-的溶液中，兩者均發(fā)生了點(diǎn)蝕，隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，點(diǎn)蝕的程度均有所加深，但FSP-AZ31發(fā)生點(diǎn)蝕的速率遠(yuǎn)小于AZ31，且腐蝕程度也明顯輕于AZ31。經(jīng)過24h的腐蝕

6、后，AZ31表面出現(xiàn)了大量的腐蝕裂紋和剝落坑，而FSP-AZ31表面只是局部形成了腐蝕裂紋。FSP-AZ31的自腐蝕電位Ecorr為-1675mv，比AZ31的-1681.7mv略高，腐蝕電流密度icorr小一個(gè)數(shù)量級(jí)左右，且前者的阻抗也要比后者強(qiáng)很多，由此表明FSP加工改善了AZ31鎂合金的耐腐蝕性能。
　　4、研究了FSP對(duì)AZ31鎂合金微觀組織的影響，基于FSP-AZ31鎂合金的微觀組織演變特征，探討了FSP加工對(duì)AZ31鎂