마그네슘 연구: Mg97Zn1Y2 합금의 마모 전이 사이의 상관관계

July 1, 2021

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최근 몇 년 동안 사람들은 500oC에서의 열 안정성, 꼬임 밴드 변형 모드 및 마그네슘 매트릭스에서 변형 쌍정의 성장 방지와 같은 장기 적층 질서 구조(LPSO)에 대한 몇 가지 특성을 점차적으로 발견했습니다.Mg97Zn1Y2 합금은 특수한 LPSO 구조로 인해 실온 및 고온에서 우수한 성능을 보입니다.상온 및 고온 조건에서 사용되는 구조 부품을 제조하는 데 사용할 수 있을 뿐만 아니라 피스톤, 슬라이딩 베어링 및 경량 기어와 같은 마모 부품을 제조하는 데에도 사용할 수 있습니다.연구에 따르면 실온에서 Mg97Zn1Y2 합금은 AZ91 합금보다 더 나은 마모 성능을 나타냅니다.마그네슘 합금은 일반적으로 가벼운 마모와 심한 마모라는 두 가지 다른 마모 거동을 나타냅니다.가벼운 마모는 안정적인 마모 상태로 엔지니어링 응용 분야에서 허용됩니다.현재 Mg97Zn1Y2 합금의 실온에서의 마모 성능은 넓은 하중과 속도 범위에서 깊이 연구되었으며 안전한 마모 영역이 결정되었습니다.그러나 지금까지 마그네슘 합금의 고온 마모 특성에 대한 연구는 거의 없으며 경미한 마모 전이 메커니즘, 판단 기준, 임계 전이 하중 또는 테스트 온도, 관련되지 않았습니다.따라서 마그네슘 합금의 엔지니어링 응용을 더욱 확장하기 위해서는 고온에서 Mg97Zn1Y2 합금의 마모 성능 및 마모 전이에 대한 연구가 매우 필요합니다.

최근 Jilin University의 재료 과학 및 공학부의 An Jian 교수와 다른 사람들은 실온에서 Mg97Zn1Y2 합금의 경도에서 심한 마모 전이를 체계적으로 연구하고 다음 범위에서 Mg97Zn1Y2 합금의 고온 마모 특성을 연구했습니다. 20-200oC.-심각한 마모 전이 전후의 표면 아래층의 구조 및 특성 변화는 경미한 마모 전이의 메커니즘이 표면 아래층의 동적 재결정화 전이에 의해 유발된 연화임을 나타냅니다.마모 전이는 임계 표면 동적 재결정 온도 기준을 따르며 임계 전이 하중은 이 기준에 의해 결정될 수 있습니다.평가.

다양한 실험 온도와 0.5m/s의 테스트 속도에서 Mg97Zn1Y2 합금의 마모율-하중 변화 곡선을 측정하여(그림 1) 마모율에 대한 하중과 온도의 영향을 체계적으로 연구했으며 다음을 발견했습니다. (1) 마모율 하중이 증가함에 따라 증가합니다.(2) 20-100oC 범위에서 온도의 영향은 단순한 양의 상관 관계가 아니지만 150-200oC 범위에서는 온도가 증가함에 따라 마모율이 증가합니다.(3) 모든 시험 온도에서 마모율-하중 곡선은 두 영역으로 나눌 수 있으며 두 영역 사이의 전환점은 본질적으로 경미한 마모에서 심각한 마모로의 전환에 해당합니다.SEM 및 EDS 기술 수단을 통해 마모된 표면의 형태학적 특성 및 화학적 조성 변화를 분석하고 경미한 마모 과정에서 주요 마모 메커니즘은 산화, 연마 입자, 박리, 경미한 소성 변형 및 주요 마모로 결정됩니다. 심한 마모 과정에서 메커니즘.심한 소성 변형의 경우 산화물 층의 박리 및 표면 용융.이를 기반으로 그림 2와 같이 마모율 도표와 마모 메커니즘 전이 도표를 그립니다.

 

 

경미한 마모 전이 전후의 마모 지층 구조의 변화를 비교 분석한 결과를 Fig. 3에 나타내었다. 경미한 마모 단계에서 표피층에 소성 변형이 발생하고 깊이가 하중이 증가함에 따라 변형 영역이 증가합니다.심한 마모 단계에서 하중이 변형 하중을 초과할 때 마찰 영향부는 두 개의 하위 영역, 즉 상부에 위치한 동적 재결정 미세 입자 하위 영역과 하부에 있는 소성 변형 하위 영역을 포함합니다.하중이 더 증가하고 표면 용융 및 마모 메커니즘이 나타나면 마찰 영향 영역은 위에서 아래로 3개의 하위 영역으로 구성됩니다. 응고 하위 영역, 동적 재결정화 미세 입자 하위 영역 및 소성 변형 하위 영역 .경미한 마모 전이 전후의 마모된 표면층의 경도 변화에 대한 비교 분석이 그림 4에 나와 있습니다. 마모된 표면층의 경도 구배의 변화는 가벼운 마모 단계에서, 경도는 깊이가 증가함에 따라 단조롭게 감소합니다.이때 하중이 클수록 전체 경도가 높아져 변형강화가 발생했음을 알 수 있다.심한 마모 단계에서는 표면 근처의 경도가 낮아 연화가 발생했음을 나타내며 이는 표면층의 동적 재결정화를 증명합니다.위의 결과는 경미한 마모 단계에서 변형 강화가 표면 아래 특성의 변화를 지배하는 반면, 동적 재결정화 및 연화가 심하게 마모되는 단계에서 주도적인 역할을 함을 나타냅니다.경미한 마모 전환 전후의 조직 전환이 그림 5에 나와 있습니다.