[发明专利]耐热镁合金在50-200℃下严重磨损转变的预测方法

说明书

本发明涉及一种耐热镁合金在50‑200℃下严重磨损转变的预测方法，属于金属材料摩擦学领域。依据磨损表面动态再结晶温度准则，当摩擦热诱发的磨损表面温度T_s达到临界动态再结晶温度T_DRX时，即T_s≥T_DRX,将发生轻微‑严重磨损转变；通过在50^oC某一中等速度下的摩擦磨损试验结果，获得轻微‑严重磨损转变载荷与摩擦系数，结合1×10^‑4‑1×10^‑1 s^‑1应变速率范围内热压缩变形试验获得的热激活能和某一应变速率下的动态再结晶温度，建立滑动速度与磨损表面动态再结晶温度关系式，计算出不同滑动速度的临界动态再结晶温度。仅通过50^oC条件下的少量高温摩擦磨损试验就可实现预测不同滑动速度和50‑200^oC温度条件下的轻微‑严重磨损转变载荷，试验效率高、成本低、效果好。

技术领域

本发明涉及金属领域，特别涉及一种耐热镁合金在50-200℃下严重磨损转变的预测方法。用于耐热镁合金高温干摩擦条件下的工作安全区的判定。

背景技术

常规商用镁合金如AZ、AM系合金具有低密度、高比强度、良好的铸造和加工变形性能，在航空航天和汽车工业中得到广泛应用。然而,较低的高温强度和较差的磨损性能成为制约镁合金制造高温磨损零部件的两大障碍。针对镁合金的热稳定取决于所含合金元素种类和金属间化合物类型的特点，通过合金元素优化组合，可形成具有高热强度和热稳定性的镁合金基体和金属间化合物相，目前已开发出Mg-Y-Zn和Mg-Gd-Y-Zr系等耐热镁合金。

按照镁合金磨损行为划分为轻微和严重磨损的定义，轻微磨损区可视为安全工作区，耐热镁合金应在轻微磨损区工作。因为，轻微磨损区的表面损伤轻、磨损率低，磨损在稳态下进行，视为安全工作区，而严重磨损区则相反，视为危险区。AZ、AS系镁合金室温干摩擦条件下的轻微-严重磨损转变载荷可基于磨损表面的动态再结晶温度准则预测。然而，国内目前尚未有对耐热镁合金高温干摩擦条件下轻微-严重磨损转变载荷的预测方法，只能在50-200℃温度范围内进行大量磨损试验，从磨损率曲线转折点处获得转变载荷,为耐热镁合金磨损零件的设计和应用提供依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐热镁合金在50-200℃下严重磨损转变的预测方法，解决了现有技术存在的上述问题。本发明基于磨损表面动态再结晶温度准则，建立耐热镁合金的高温轻微-严重磨损转变载荷与磨损环境温度和载荷之间关系，预测高温干摩擦条件下的轻微-严重磨损转变载荷，从而获得不同高温干摩擦条件下磨损的许用载荷范围。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

耐热镁合金在50-200℃下严重磨损转变的预测方法，依据磨损表面动态再结晶温度准则，当摩擦热诱发的磨损表面温度T_s达到临界动态再结晶温度T_DRX时，即T_s≥T_DRX,将发生轻微-严重磨损转变；通过在50℃时0.8ms^-1或1.0ms^-1中等速度下的摩擦磨损试验结果，获得轻微-严重磨损转变载荷与摩擦系数，结合系列热压缩变形试验获得的热激活能和1×10^-2-1×10^-1s^-1应变速率下的动态再结晶温度，建立滑动速度与磨损表面动态再结晶温度关系式，计算出不同滑动速度下的临界动态再结晶温度；

其中L为滑动距离，v为滑动速度，B为实验装置参数，Q为动态再结晶激活能，R为气体常数；

基于磨损表面温度关系式，建立动态再结晶温度与环境温度、转变载荷和滑动速度关系式；