攪拌摩擦加工對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機上，采用球-塊式對偶往復滑動摩擦磨損測試法對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間對兩者的摩擦系數(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間的變化規(guī)律;借助光學顯微鏡(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、面及對偶摩擦面的形貌特征及化學組成;借助電化學測試儀測定了兩者的極化曲線及電化學阻抗譜;基于實驗結果及理論分析，探討了FSP加工對AZ31鎂合金摩擦磨損性能及耐腐蝕性能的改善機理。主要研究內容及結果如下:
　　1、探明了加載載荷和時間對FSP-AZ31及AZ31鎂合金摩擦系數(shù)和磨損量的影響規(guī)律。當載荷恒定時，F(xiàn)SP-AZ31及AZ31的瞬時摩擦系數(shù)均在起始的0-200s內隨著時間的延長逐漸減小，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;在摩擦時間相同的條件下，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時間的延長，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、對比分析了FSP-AZ31及AZ31鎂合金磨

4、損面、磨屑、摩擦對偶的形貌特征和化學組成，探討了摩擦磨損過程中主要磨損機制的轉變。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時間的延長，母材AZ31磨損表面因為發(fā)生更為嚴重的塑性變形及剝層而產生了大量的裂紋和凹坑;二者的磨屑形貌均由顆粒狀轉變?yōu)閴K狀，但母材AZ31鎂合金的磨屑體積更大。摩擦對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移到了摩擦對偶上。FSP-AZ31及AZ31均經歷

5、了從磨粒磨損到氧化磨損最后進入嚴重的粘著磨損和剝層磨損，但FSP-AZ31到達粘著磨損和剝層磨損的進程減緩。
　　3、探明了鹽浴腐蝕過程中浸泡時間對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)生了點蝕，隨浸泡時間的延長，點蝕的程度均有所加深，但FSP-AZ31發(fā)生點蝕的速率遠小于AZ31，且腐蝕程度也明顯輕于AZ31。經過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小一個數(shù)量級左右，且前者的阻抗也要比后者強很多，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AZ31鎂