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微弧氧化和硬質(zhì)陽(yáng)極氧化對(duì)鋁-鎂-硅合金平動(dòng)疲勞和微動(dòng)疲勞磨損行為的影響

B. Rajasekaran a, S. Ganesh Sundara Raman a,⁎, L. Rama Krishna b,
S.V. Joshi b, G. Sundararajan b

摘要
本研究在連續(xù)載荷作用下，單軸張力與壓力比為0.1時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，比較了高性能微弧氧化（MAO）和硬質(zhì)陽(yáng)極氧化（HA）處理鋁-鎂-硅合金后承受平動(dòng)疲勞和微動(dòng)疲勞的載荷。用MAO和HA技術(shù)處理疲勞試驗(yàn)標(biāo)本。將MAO涂層標(biāo)本研磨以減少表面粗糙度并與HA涂層標(biāo)本進(jìn)行比較。在這一過(guò)程中多孔的外層被除去。通過(guò)參考涂層的形態(tài)組織、顯微硬度、表面粗糙度和殘余應(yīng)力，分析已涂和未涂標(biāo)本的表征特性。在常溫下，在平動(dòng)疲勞和微動(dòng)疲勞載荷作用下對(duì)標(biāo)本進(jìn)行測(cè)試。MAO底部涂層呈現(xiàn)相對(duì)較少的孔隙率，而HA涂層卻已經(jīng)通過(guò)厚度裂縫。MAO涂層具有壓縮的殘余應(yīng)力，這相比HA 涂層來(lái)說(shuō)是很難的。這兩種類型的有涂層樣品相比那些經(jīng)驗(yàn)豐富的沒(méi)有涂層的標(biāo)本表現(xiàn)出略高的摩擦力。HA涂層標(biāo)本的粗糙區(qū)域比MAO涂層標(biāo)本的更加粗糙。這兩種有涂層標(biāo)本的平動(dòng)疲勞壽命亞于那些沒(méi)有涂層的標(biāo)本。MAO涂層標(biāo)本的低的平動(dòng)疲勞壽命從基體方面來(lái)講，可以歸因于假定存在于基體上的拉伸殘余應(yīng)力，它導(dǎo)致臨近涂層的基體上產(chǎn)生早期的裂縫。由于MAO涂層標(biāo)本的摩擦力比經(jīng)驗(yàn)豐富的沒(méi)有涂層的標(biāo)本高，MAO涂層標(biāo)本的微動(dòng)疲勞壽命略遜于那些沒(méi)有涂層的標(biāo)本。由于陽(yáng)極氧化層與基體既存貫穿的厚度裂縫和強(qiáng)的附著力，裂縫會(huì)容易地從HA涂層經(jīng)由交界面擴(kuò)散到基體。這可能是HA涂層標(biāo)本的平動(dòng)疲勞壽命和微動(dòng)疲勞壽命低于MAO涂層和沒(méi)有涂層標(biāo)本的原因。

關(guān)鍵詞：微動(dòng)疲勞；微弧氧化；硬質(zhì)陽(yáng)極氧化；殘余應(yīng)力；摩擦力；鋁-鎂-硅