激光冲击强化对镁合金摩擦磨损性能的影响

陈菊芳; 叶霞; 申来娣; 李兴成

doi:10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.002

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光冲击强化对镁合金摩擦磨损性能的影响

陈菊芳 , 叶霞 , 申来娣 , 李兴成

文章导航 > 激光技术 > 2011 > 35(5): 582-585,647

引用本文:

Citation:

激光冲击强化对镁合金摩擦磨损性能的影响

1.
江苏技术师范学院材料工程学院, 常州 213001;
2.
江苏技术师范学院机械工程学院, 常州 213001

作者简介: 陈菊芳(1971-)，女，博士，副教授，现主要从事镁合金的激光表面改性研究。Email:jfchen1031@sina.com.

基金项目:
江苏省高校自然科学基金资助项目(09KJB460002);江苏技术师范学院基础及应用基础研究基金资助项目(KYY09015)
中图分类号: TG115.5⁺8

Influence of laser shock processing on friction and wear properties of magnesium alloy

1.
School of Materials Science and Engineering, Jiangsu Teachers University of Technology, Changzhou 213001, China;
2.
School of Mechanical Engineering, Jiangsu Teachers University of Technology, Changzhou 213001, China
CLC number: TG115.5⁺8

摘要: 为了研究激光冲击对镁合金摩擦磨损性能的影响,采用Nd:glass脉冲激光对AM50镁合金表面进行冲击强化处理,对强化区的表面形貌、粗糙度、微观组织、显微硬度、摩擦磨损性能进行了测试与分析。可知激光冲击强化后,试样表面粗糙度略有增加,强化层内含有大量位错与孪晶,强化层显微硬度明显提高,表面的显微硬度值(约67HV)明显高于基体(约40HV),强化层厚约0.8mm。采用球-平面方式进行了干摩擦磨损实验。结果表明,磨损的主要机制为磨粒磨损,激光冲击强化试样的摩擦系数曲线与未处理试样相似,磨损体积略大于未处理试样;激光冲击镁合金的强化效果明显,而对镁合金的摩擦磨损性能影响很小。
- 激光技术 /
- 激光冲击 /
- 镁合金 /
- 摩擦磨损性能
Abstract: In order to study the influence of laser shock processing on the friction and wear properties of magnesium alloy, some AM50 specimens were processed with Nd:glass pulse laser, and the surface morphology, roughness, microstructure, micro-hardness and frictional characterization were examined and analyzed. The experimental results showed that, after laser shock processing, the surface roughness was increased slightly, a lot of dislocations and twins were found in the strengthening layer, hardness was improved significantly, surface micro-hardness was improved to about 67HV as compared with about 40HV of the substrate, and the depth of strengthening layer was about 0.8mm. The friction and wear behaviors were investigated using a ball-on-flat apparatus under dry sliding condition. It was found that the main wear mechanism was abrasive wear, the friction coefficient curve of the LSP specimen was similar to that of the untreated specimen, and the wear volume of the LSP specimen was slightly bigger than that of the untreated specimen. Although the effect of laser shock strengthening magnesium alloy is evident, the influence of laser shock processing on the friction and wear properties of magnesium alloy is slight.
- laser technique /
- laser shock processing /
- magnesium alloy /
- friction and wear behavior

[1]	THARUMARAJAH A,KOLTUN P.Is there an environmental advantage of using magnesium components for light weighting cars[J].Journal of Cleaner Production,2007,15(11):1007-1013.
[2]	CHEN J F,ZHANG Y K,XU R J.Research progress on laser surface processing ofmagnesium alloy[J].Laser Technology,2008,32(3):293-295(in Chinese).
[3]	LEI M K,LI P,YANG H G,et al.Wear and corrosion resistance of Al ion implanted AZ31 magnesium alloy[J].Surface & Coatings Technology,2007,201(9):5182-5185.
[4]	ZHANG Y,XU Y.Influencing factors and protective methods of stress corrosion cracking of magnesium alloys[J].Journal of Harbin Institute of Technology,2009,41(6):87-89 (in Chinese).
[5]	MONTROSS C S,WEI T,YE L,et al.Laser shock processing and its effects on microstructure and properties of metal alloys:a review[J].International Journal of Fatigue,2002,24(10):1021-1036.
[6]	ZHANG Y K,CHEN J F,XU R J.Experimental research of laser shock strengthening AM50 magnesium alloy[J].Chinese Journel of Lasers,2008,35(7):1068-1071(in Chinese).
[7]	ZHANG Y K,CHEN J F,LEI W N,et al.Effect of laser surface melting on friction and wear behavior of AM50 magnesium alloy[J].Surface and Coatings Technology,2008,202(14):3175-3179.
[8]	LOU H F,WANG M P,TANG N,et al.Microstructures of twin-roll cast AZ31B Mg alloy and its deformation mechanism[J].Chinese Journal of Nonferrous Metals,2008,18(9):1584-1589(in Chinese).
[9]	HOU L F,WEI Y H,LIU B S,et al.Microstructure evolution of AZ91D induced by high energy shot peening[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2008; 18(5):1053-1057.
[10]	MORDYUK B N,MILMAN Y V,IEFIMOV M O,et al.Characterization of ultrasonically peened and laser-shock peened surface layers of AISI 321 stainless steel[J].Surface & Coatings Technology,2008,202(19):4875-4883.
[11]	AN J,LI R G,LU Y,et al.Dry sliding wear behavior of magnesium alloys[J].Wear,2008,265(1):97-104.
[12]	WEN S Z,HUANG P.Tribology principle[M].Beijing:Tsinghua University Press,2002:301-331(in Chinese).

[1]	李兴成 , 张永康 . 激光冲击次数对镁合金电化学特性的影响. 激光技术, 2015, 39(4): 466-470. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.008
[2]	申来娣 , 陈菊芳 , 李兴成 , 李仁兴 . 激光冲击AM50镁合金残余应力场的有限元分析. 激光技术, 2012, 36(1): 45-49. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.01.013
[3]	裴旭 , 任爱国 , 顾永玉 , 许仁军 , 于水生 , 张永康 . AZ91镁合金激光冲击强化力学性能研究. 激光技术, 2010, 34(4): 552-556. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.04.032
[4]	高亚丽 , 王存山 , 张梅 , 熊党生 . 镁合金激光表面熔凝技术分析. 激光技术, 2009, 33(4): 362-365. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.008
[5]	陈菊芳 , 张永康 , 许仁军 . 镁合金激光表面处理的研究进展. 激光技术, 2008, 32(3): 293-295,311.
[6]	唐海国 , 高明 , 曾晓雁 . 镁合金厚板激光焊缝组织及抗拉强度研究. 激光技术, 2011, 35(2): 152-155. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.003
[7]	陈菊芳 , 王江涛 , 周金宇 . 镁合金表面激光熔覆技术的研究进展. 激光技术, 2015, 39(5): 631-636. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.05.010
[8]	李兴成 , 张永康 , 周金宇 , 陈菊芳 , 卢雅琳 . 激光冲击强化AZ31镁合金表面残余应力分析. 激光技术, 2016, 40(1): 5-10. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.01.002
[9]	花银群 , 吉光 , 孙真真 , 陈瑞芳 . 激光冲击波对ZnO压敏陶瓷电学性能的影响. 激光技术, 2011, 35(1): 133-136. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.01.036
[10]	许仁军 , 张永康 , 陈菊芳 . AZ91镁合金激光表面熔凝处理的微观组织变化. 激光技术, 2008, 32(5): 487-489.
[11]	胡增荣 , 童国权 , 陈长军 , 郭华锋 , 周亮 , 徐家乐 . 激光纳米表面工程技术. 激光技术, 2014, 38(6): 764-770. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.009
[12]	张凌峰 , 张永康 , 冯爱新 , 张雷洪 . 激光冲击用柔性贴膜的研究. 激光技术, 2007, 31(1): 65-67.
[13]	金川 , 殷苏民 , 蔡文泉 . 激光冲击成形中冲击轨迹生成方法的研究. 激光技术, 2005, 29(2): 142-144,204.
[14]	花银群 , 陈瑞芳 , 杨继昌 , 张永康 , 魏义 . 激光冲击自由约束层理论厚度及实验研究. 激光技术, 2004, 28(2): 150-152.
[15]	周建忠 , 张永康 , 周明 , 杨继昌 . 激光冲击成形技术的研究. 激光技术, 2002, 26(6): 478-480.
[16]	宋杰 , 黄逸 , 庞振华 . 铁基合金激光熔覆层磨损性能研究. 激光技术, 2010, 34(3): 331-334. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.03.013
[17]	苏才津 , 孙耀宁 , 李昕 , 李甜甜 , 李治恒 . 选择性激光相变40Cr钢摩擦磨损性能研究. 激光技术, 2022, 46(4): 567-572. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2022.04.021
[18]	王攀 , 郝晓剑 , 周汉昌 , 闫白 . 基于镁合金燃点测试的比色测温装置. 激光技术, 2014, 38(4): 459-462. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.006
[19]	张明扬 , 朱颖 , 郭伟 , 黄帅 , 侯果 . 激光冲击强化对TC17钛合金高周疲劳性能的影响. 激光技术, 2017, 41(2): 231-234. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.02.017
[20]	裴旭 , 吴建华 , 蒋素琴 , 许兆美 . Fe-Ni恒弹合金激光冲击力学性能异化现象研究. 激光技术, 2012, 36(3): 349-352,356.

点击查看大图

计量

文章访问数: 3825
HTML全文浏览量: 557
PDF下载量: 862
被引次数: 0

激光冲击强化对镁合金摩擦磨损性能的影响

作者简介: 陈菊芳(1971-)，女，博士，副教授，现主要从事镁合金的激光表面改性研究。Email:jfchen1031@sina.com

1. 江苏技术师范学院材料工程学院, 常州 213001;
2. 江苏技术师范学院机械工程学院, 常州 213001

收稿日期: 2011-01-21
录用日期: 2011-03-07
网络出版日期: 2011-09-25

基金项目: 江苏省高校自然科学基金资助项目(09KJB460002);江苏技术师范学院基础及应用基础研究基金资助项目(KYY09015)

关键词:

摘要: 为了研究激光冲击对镁合金摩擦磨损性能的影响,采用Nd:glass脉冲激光对AM50镁合金表面进行冲击强化处理,对强化区的表面形貌、粗糙度、微观组织、显微硬度、摩擦磨损性能进行了测试与分析。可知激光冲击强化后,试样表面粗糙度略有增加,强化层内含有大量位错与孪晶,强化层显微硬度明显提高,表面的显微硬度值(约67HV)明显高于基体(约40HV),强化层厚约0.8mm。采用球-平面方式进行了干摩擦磨损实验。结果表明,磨损的主要机制为磨粒磨损,激光冲击强化试样的摩擦系数曲线与未处理试样相似,磨损体积略大于未处理试样;激光冲击镁合金的强化效果明显,而对镁合金的摩擦磨损性能影响很小。