Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tính Chất Truyền Động của Hợp Kim Mg97Zn1Y2 ở Nhiệt Độ Cao từ 50-200 °C
Tóm tắt
Hành vi ma sát của hợp kim Mg97Zn1Y2 đã được nghiên cứu bằng máy mài pin-trên-disk ở các nhiệt độ mài từ 50-200 °C. Hình thái và thành phần hóa học của bề mặt bị mài đã được phân tích bằng kính hiển vi điện tử quét và máy quang phổ tia X phân tán năng lượng. Sự tiến hóa cấu trúc vi mô và sự thay đổi độ cứng ở các lớp dưới bề mặt đã được kiểm tra bằng kính hiển vi quang học và máy kiểm tra độ cứng. Kết quả cho thấy rằng nhiệt độ mài có ảnh hưởng đáng kể đến hệ số ma sát và tỷ lệ mài mòn. Ở nhiệt độ mài từ 50-200 °C, khi tải trọng tác dụng tăng lên, hệ số ma sát giảm nhanh chóng rồi sau đó chuyển sang giảm chậm trong chế độ mài nhẹ, và giảm liên tục một cách vừa phải cho đến tải trọng lớn nhất trong chế độ mài nặng. Tăng nhiệt độ mài từ 50 đến 200 °C đã làm giảm tải trọng chuyển tiếp từ mài nhẹ đến mài nặng tuyến tính từ 120 đến 60 N. Trong chế độ mài nhẹ, các cơ chế mài chính được xác định là mài mòn + oxy hóa và tách lớp + oxy hóa bề mặt ở 50-150 °C, và tách lớp ở 200 °C, trong khi ở chế độ mài nặng, các cơ chế mài chính được xác định là biến dạng dẻo nặng + bóc tách lớp oxit và nóng chảy bề mặt ở 50-150 °C, và biến dạng dẻo nặng và nóng chảy bề mặt ở 200 °C. Sự biến đổi cấu trúc vi mô từ dạng biến dạng sang tái kết tinh động (DRX) và sự thay đổi độ cứng từ gia cường kéo đến mềm đi đã được tìm thấy ở các lớp dưới bề mặt trước và sau khi chuyển tiếp từ mài nhẹ sang mài nặng. Cơ chế mềm đi DRX đã được xác định cho quá trình chuyển tiếp từ mài nhẹ sang mài nặng ở 50-200 °C. Một bản đồ chuyển tiếp mài đã được xây dựng cho hợp kim Mg97Zn1Y2 trên tải trọng ứng dụng so với nhiệt độ mài.
Từ khóa
#Hợp kim Mg97Zn1Y2 #Tính chất ma sát #Nhiệt độ cao #Mài mòn #Cơ chế màiTài liệu tham khảo
B.L. Mordike and T. Ebert, Magnesium Properties-Applications-Potential, Mater. Sci. Eng., A, 2001, 302, p 37–45
S.H. Kang, Y.S. Lee, and J.H. Lee, Effect of Grain Refinement of Magnesium Alloy AZ31 by Severe Plastic Deformation on Material Characteristics, J. Mater. Process. Technol., 2008, 201, p 436–440
Y. Kawamura, K. Hayashi, A. Inoue, and T. Masumoto, Rapidly Solidified Powder Metallurgy Mg97Zn1Y2 Alloys with Excellent Tensile Yield Strength Above 600 MPa, Mater. Trans., JIM, 2001, 42, p 1172–1176
M. Matsuda, S. Ii, Y. Kawamura, Y. Ikuhara, and M. Nishida, Interaction Between Long Period Stacking Order Phase and Deformation Twin in Rapidly Solidified Mg97Zn1Y2 Alloy, Mater. Sci. Eng., A, 2004, 386, p 447–452
K. Hagihara, A. Kinoshita, Y. Fukusumi, M. Yamasaki, and Y. Kawamura, High-Temperature Compressive Deformation Behavior of Mg97Zn1Y2 Extruded Alloy Containing a Long-Period Stacking Ordered (LPSO) Phase, Mater. Sci. Eng., A, 2013, 560, p 71–79
H. Gao, K. Ikeda, T. Morikawa, K. Higashida, and H. Nakashima, Analysis of Kink Boundaries in Deformed Synchronized Long-Period Stacking Ordered Magnesium Alloys, Mater. Lett., 2015, 146, p 30–33
Y. Kawamura and M. Yamasaki, Formation and Mechanical Properties of Mg97Zn1RE2 Alloys with Long-Period Stacking Ordered Structure, Mater. Trans., JIM, 2007, 48, p 2986–2992
J. An, R.G. Li, Y. Lu, C.M. Chen, Y. Xu, X. Chen, and L.M. Wang, Dry Sliding Wear Behavior of Magnesium Alloys, Wear, 2008, 265, p 97–104
J. An, X.H. Xuan, J. Zhao, W. Sun, and C. Liang, Dry Sliding Wear Behavior and Subsurface Microstructure Evolution of Mg97Zn1Y2 Alloy in a Wide Sliding Speed Range, J. Mater. Eng. Perform., 2016, 25, p 5363–5373
C. Liang, X.X. Lv, and J. An, Correlation Between Friction-Induced Microstructural Evolution, Strain Hardening in Subsurface and Tribological Properties of AZ31 Magnesium Alloy, Wear, 2014, 312, p 29–39
T.F. Su, X. Han, Y.B. Wang, M.L. Yin, C. Liang, and J. An, An Investigation on Subsurface Microstructural Evolution and Mild to Severe Wear Transition in AZ51 Magnesium Alloy, Tribol. Trans., 2015, 58, p 549–559
A.W. El-Morsy, Dry Sliding Wear Behavior of Hot Deformed Magnesium AZ61 Alloy as Influenced by the Sliding Conditions, Mater. Sci. Eng., A, 2008, 473, p 330–335
H. Chen and A.T. Alpas, Sliding Wear Map for the Magnesium Alloy Mg-9Al-0.9Zn (AZ91), Wear, 2000, 246, p 106–116
C. Taltavull, B. Torres, A.J. Lopez, and J. Rams, Dry Sliding Wear Behavior of AM60B Magnesium Alloy, Wear, 2013, 301, p 615–625
S.A. Selvan and S. Ramanathan, A Comparative Study of the Wear Behavior of As-Cast and Hot Extruded ZE41A Magnesium Alloy, J. Alloys Compd., 2010, 502, p 495–502
X.D. Niu, D.Q. An, X. Han, W. Sun, T.F. Su, J. An, and R.G. Li, Effects of Loading and Sliding Speed on the Dry Sliding Wear Behavior of Mg-3Al-0.4Si Magnesium Alloy, Tribol. Trans., 2017, 60, p 238–248
S.Q. Wang, Z.R. Yang, Y.T. Zhao, and M.X. Wei, Sliding Wear Characteristics of AZ91D Alloy at Ambient Temperatures of 25–200 °C, Tribol. Lett., 2010, 38, p 39–45
A. Zafari, H.M. Ghasemi, and R. Mahmudi, Tribological Behavior of AZ91D Magnesium Alloy at Elevated Temperatures, Wear, 2012, 292–293, p 33–40
A. Zafari, H.M. Ghasemi, and R. Mahmudi, An Investigation on the Tribological Behavior of AZ91 and AZ91 + 3 wt.% RE Magnesium Alloys at Elevated Temperatures, Mater. Des., 2014, 54, p 544–552
F. Labib, H.M. Ghasmi, and R. Mahmudi, Dry Tribological Behavior of Mg/SiCp Composites at Room and Elevated Temperatures, Wear, 2016, 348–349, p 69–79
B. Chen, D. Lin, X. Zeng, and C. Lu, Effect of Yttrium and Zinc Addition on the Microstructure and Mechanical Properties of Mg-Y-Zn Alloys, J. Mater. Sci., 2010, 45, p 2510–2517
X.H. Shao, Z.Z. Peng, Q.Q. Jin, and X.L. Ma, Atomic-Scale Segregations at the Deformation-Induced Symmetrical Boundary in an Mg-Zn-Y Alloy, Acta Mater., 2016, 118, p 177–186
B. Chen, D. Lin, X. Zeng, and C. Lu, Effect of Solid Treatment on Microstructure and Mechanical Properties of Mg97Y2Zn1 Alloy, J. Mater. Eng. Perform., 2013, 22, p 523–527
J.F. Archard, Contact and Rubbing of Flat Surfaces, J. Appl. Phys., 1953, 24, p 981–988
P. Poddar, A. Das, and K.L. Sahoo, Dry Sliding Wear Characteristics of Gravity Die-Cast Magnesium Alloys, Metal. Mater. Trans. A, 2014, 37, p 2270–2283
X.H. Shao, Z.Q. Yang, and X.L. Ma, Strengthening and Toughening Mechanism in Mg-Y-Zn Alloy with a Long Period Stacking Ordered Structure, Acta Mater., 2010, 58, p 4760–4771