快速凝固Mg-Si-RE(La,Ce)镁合金的微观组织及其摩擦磨损行为研究

本文利用快速凝固工艺制备了Mg-Si-RE镁合金并对其显微组织及在不同载荷下的摩擦磨损行为和磨损机制进行分析。研究发现,快速凝固Mg-Si-RE合金的显微组织主要由α-Mg基体、Mg2Si共晶相和REMg2Si2纳米稀土相组成。对摩擦系数和磨损量随载荷变化的关系曲线分析表明,Mg-Si-RE合金的摩擦磨损性能明显优于Mg-1Si基体合金,由轻微磨损转变为严重磨损时的载荷比基体合金低20N,且在高载荷时磨损量远远小于基体合金,120N时的磨损量仅为基体合金的50%。Mg-Si-RE合金的磨损机制包括氧化磨损、磨粒磨损和剥层磨损,其优异的摩擦磨损性能主要归功于析出了弥散分布与晶界和晶内的纳米稀土相。同时,稀土元素能对镁合金基体起到固溶强化作用,有效提高了Mg-Si-RE合金的摩擦磨损性能。实验还发现加入不同种类的稀土元素后,Mg-Si-RE合金表现出不同的摩擦磨损行为。