表面机械研磨处理2024铝合金表面纳米晶层和含铁层对摩擦学行为的影响机制研究（英文）

文磊¹，袁勇²，王亚明³，金莹¹

1. 北京科技大学国家材料服役安全科学中心2. 上海航天精密机械研究所3. 哈尔滨工业大学

摘 要：采用表面机械研磨处理技术,选用陶瓷球和钢球作为弹射介质,在2024铝合金表面分别制备出纯净的纳米晶层和含铁纳米晶层。表面机械研磨处理前后2024铝合金摩擦磨损性能在载荷为1.5 N的条件下与直径为5 mm的GCr15钢球对磨进行了研究。结果表明,表面机械研磨处理30 min后,陶瓷球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸达到49.2 nm,钢球处理铝合金表面纳米晶层平均晶粒尺寸细化到52.1 nm。此外,采用钢球作为弹射介质进行表面机械研磨处理在纳米晶表层引入了厚度约为5μm的含铁层。在晶粒细化、硬度增加和含铁层的润滑作用共同作用下,2024铝合金的耐磨性能得到显著改善。

关键词：铝合金;表面纳米化;表面机械研磨处理;摩擦;磨损;