Magnezyum Araştırması: Mg97Zn1Y2 alaşımının aşınma geçişi arasındaki korelasyon

Son yıllarda insanlar, 500oC'de termal kararlılık, bükülme bandı deformasyon modu ve magnezyum matrisinde deformasyon ikizlerinin büyümesini önleme gibi uzun dönemli istifleme sıralı yapı (LPSO) hakkında yavaş yavaş bazı özellikleri keşfettiler.Mg97Zn1Y2 alaşımı özel LPSO yapısı sayesinde oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıkta mükemmel performans gösterir.Sadece oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklık koşullarında kullanılan yapısal parçaların imalatında değil, aynı zamanda pistonlar, kayar yataklar ve hafif hizmet dişlileri gibi aşınma parçalarının imalatında da kullanılabilir.Çalışmalar, oda sıcaklığında Mg97Zn1Y2 alaşımının AZ91 alaşımından daha iyi aşınma performansı gösterdiğini göstermiştir.Magnezyum alaşımları genellikle hafif aşınma ve şiddetli aşınma olmak üzere iki farklı aşınma davranışı sergiler.Hafif aşınma, mühendislik uygulamaları tarafından kabul edilen kararlı bir aşınma durumudur.Şu anda, Mg97Zn1Y2 alaşımının oda sıcaklığındaki aşınma performansı, geniş bir yük ve hız aralığında derinlemesine çalışılmış ve güvenli aşınma alanı belirlenmiştir.Bununla birlikte, şimdiye kadar, magnezyum alaşımlarının yüksek sıcaklıktaki aşınma özellikleri ve hafif-şiddetli aşınma geçiş mekanizması, yargı kriterleri, kritik geçiş yükü veya hafif-şiddetli aşınma geçişi ile ilgili problemler hakkında hala az sayıda çalışma bulunmaktadır. test sıcaklığı, dahil edilmemiştir.Bu nedenle, magnezyum alaşımlarının mühendislik uygulamalarını daha da genişletmek için, Mg97Zn1Y2 alaşımının yüksek sıcaklıkta aşınma performansı ve aşınma geçişi hakkında araştırma yapmak son derece gereklidir.

Son zamanlarda, Jilin Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Okulu'ndan Profesör An Jian ve diğerleri, Mg97Zn1Y2 alaşımının oda sıcaklığında hafiften şiddetliye aşınma geçişini sistematik olarak inceledi ve Mg97Zn1Y2 alaşımının yüksek sıcaklıktaki aşınma özelliklerini aşağıdaki aralıkta inceledi. 20-200oC.-Yüzey altı tabakasının şiddetli aşınma geçişinden önce ve sonra yapısındaki ve özelliklerindeki değişiklikler, hafif-şiddetli aşınma geçişinin mekanizmasının, yüzey altı tabakasının dinamik yeniden kristalleşme geçişinin neden olduğu yumuşama olduğunu ortaya koymaktadır.Aşınma geçişi, kritik yüzey dinamik yeniden kristalleşme sıcaklığı kriterine uyar ve kritik geçiş yükü bu kriter ile belirlenebilir.Değerlendirme.

Mg97Zn1Y2 alaşımının farklı deneysel sıcaklıklarda ve 0,5 m/s test hızında (Şekil 1) aşınma hızı-yük değişim eğrisi ölçülerek, yük ve sıcaklığın aşınma hızı üzerindeki etkisi sistematik olarak incelenmiş ve şu şekilde bulunmuştur: (1) Aşınma oranı Yükün artmasıyla artar;(2) 20-100oC aralığında, sıcaklığın etkisi basit bir pozitif korelasyon değildir, ancak 150-200oC aralığında, sıcaklığın artmasıyla aşınma hızı artar;(3) Her test sıcaklığında, aşınma oranı-yük eğrisi iki bölgeye ayrılabilir ve iki bölge arasındaki dönüm noktası esasen hafif aşınmadan şiddetli aşınmaya geçişe karşılık gelir.SEM ve EDS teknik araçları ile aşınan yüzeyin morfolojik özellikleri ve kimyasal bileşim değişiklikleri analiz edilir ve minör aşınma sürecindeki ana aşınma mekanizmaları oksidasyon, aşındırıcı partiküller, soyulma, hafif plastik deformasyon ve ana aşınma olarak belirlenir. şiddetli aşınma sürecinde mekanizmalar.Şiddetli plastik deformasyon, oksit tabakasının soyulması ve yüzey erimesi için.Bu temelde, Şekil 2'de gösterildiği gibi aşınma hızı diyagramı ve aşınma mekanizması geçiş diyagramı çizilir.

Hafif-şiddetli aşınma geçişinden önce ve sonra aşınma alt yüzey yapısındaki değişikliklerin karşılaştırmalı bir analizi Şekil 3'te gösterilmektedir. yük arttıkça deformasyon bölgesi artar.Şiddetli aşınma aşamasında, yük dönüşüm yükünü aştığında, sürtünmeden etkilenen bölge, üst kısımda yer alan dinamik yeniden kristalize edilmiş ince taneli alt bölge ve alt kısımda yer alan plastik deformasyon alt bölgesi olmak üzere iki alt bölge içerir.Yük daha da artırıldığında ve yüzey erimesi ve aşınma mekanizması ortaya çıktığında, sürtünmeden etkilenen bölge yukarıdan aşağıya üç alt bölgeden oluşur: katılaşma alt bölgesi, dinamik yeniden kristalleşme ince taneli alt bölge ve plastik deformasyon alt bölgesi .Hafif-şiddetli aşınma geçişinden önce ve sonra aşınmış alt yüzey tabakasının sertlik değişimlerinin karşılaştırmalı bir analizi Şekil 4'te gösterilmektedir. Aşınmış alt yüzey tabakasının sertlik gradyanındaki değişiklik, hafif aşınma aşamasında, derinlik arttıkça sertlik monoton bir şekilde azalır.Bu zamanda, yük ne kadar büyük olursa, toplam sertlik seviyesi o kadar yüksek olur, bu da gerinim güçlendirmesinin meydana geldiğini gösterir.Şiddetli aşınma aşamasında, yüzeye yakın alanda düşük bir sertlik vardır, bu da yüzey tabakasının dinamik olarak yeniden kristalleşmesini kanıtlayan yumuşamanın meydana geldiğini gösterir.Yukarıdaki sonuçlar, hafif aşınmış aşamada yüzey altı özelliklerin değişimine gerinim güçlendirmesinin hakim olduğunu, şiddetli aşınmış aşamada ise dinamik yeniden kristalleşme ve yumuşamanın başrol oynadığını göstermektedir.Hafif-şiddetli aşınma geçişinden önceki ve sonraki doku geçişi Şekil 5'te gösterilmiştir.