AZ91D鎂合金在干態(tài)及去離子水介質(zhì)下的沖擊磨損特性研究.pdf

1、目前，動態(tài)沖擊載荷及介質(zhì)腐蝕并存條件下鎂合金的表面損傷情況還未見報道。本實驗以去離子水為介質(zhì)，探討AZ91D鎂合金在沖擊載荷作用下的損傷行為，并與干態(tài)下的損傷情況做出對比，討論了鎂合金在干態(tài)與去離子水介質(zhì)中，沖擊條件下的損傷機理，并探討影響沖擊磨損性能的因素，具有重要的實際意義和理論意義。 本文采用實驗室自制沖擊磨損試驗機，對AZ91D鎂合金在干態(tài)及去離子水介質(zhì)下的沖擊磨損行為進(jìn)行了實驗研究。系統(tǒng)考察了沖擊載荷(20N和40N)

2、及沖擊次數(shù)(1×104～5×105)對磨損行為的影響；采用光學(xué)顯微鏡(OM)、激光共焦顯微鏡(LCSM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDX)及臺階儀等對沖擊磨痕進(jìn)行分析，探討了沖擊磨損機理，得出如下主要結(jié)論： 1.干態(tài)下，AZ91D鎂合金的沖擊磨損表現(xiàn)出疲勞作用機制。磨損深度及面積隨沖擊次數(shù)的增加而緩緩增加。AZ91D鎂合金磨損初期的主要損傷形式為塑性變形，塑變深度增加較快；隨著沖擊次數(shù)的增加，表

3、層產(chǎn)生加工硬化，材料表現(xiàn)出粘著磨損和小塊剝落損傷，深度增加速率減緩；后期表層材料塑變耗竭，萌生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展相交后導(dǎo)致材料發(fā)生大塊疲勞剝層失效。 2.去離子水介質(zhì)下，AZ91D鎂合金沖擊磨損表現(xiàn)出疲勞剝層與腐蝕侵蝕的相互促進(jìn)機制。磨損深度及面積隨沖擊次數(shù)的增加而快速增加。AZ91D鎂合金磨損初期表面主要產(chǎn)生塑性變形和粘著磨損，后期表面萌生疲勞裂紋，裂紋出現(xiàn)后，水介質(zhì)的腐蝕作用增強，液態(tài)介質(zhì)滲入裂縫中，一方面去離子水本身對鎂合

4、金具有腐蝕作用，另一方面去離子水可引起點腐蝕，材料呈現(xiàn)深層脆性剝落的特征；同時，鎂合金表面會生成一層腐蝕作用膜，沖擊作用下，這層膜可能被持續(xù)破壞與生成，表現(xiàn)出深度的增加?？傊?，沖擊力和水介質(zhì)腐蝕共同作用加速了裂紋增殖和擴(kuò)展，使AZ91D鎂合金損傷嚴(yán)重。 3.本試驗兩種沖擊載荷下，去離子介質(zhì)中AZ9lD鎂合金的磨損深度及面積均大于干態(tài)下的情況，并且增速也比干態(tài)下的快。去離子水介質(zhì)中AZ91D鎂合金的抗沖擊磨損性能下低，去離子水介質(zhì)