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微弧氧化和硬質(zhì)陽極氧化對鋁-鎂-硅合金平動疲勞和微動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時對樣品進(jìn)行測試，比較了高性能微弧氧化（MAO）和硬質(zhì)陽極氧化（HA）處理鋁-鎂-硅合金后承受平動疲勞和微動疲勞的載荷。用MAO和HA技術(shù)處理疲勞試驗標(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。在這一過程中多孔的外層被除去。通過參考涂層的形態(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，在平動疲勞和微動疲勞載荷作用下對標(biāo)本進(jìn)行測試。MAO底部涂層呈現(xiàn)相對較少的孔隙率，而HA涂層卻已經(jīng)通過厚度裂縫。MAO涂層具有壓縮的殘余應(yīng)力，這相比HA 涂層來說是很難的。這兩種類型的有涂層樣品相比那些經(jīng)驗豐富的沒有涂層的標(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)本的平動疲勞壽命亞于那些沒有涂層的標(biāo)本。MAO涂層標(biāo)本的低的平動疲勞壽命從基體方面來講，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)驗豐富的沒有涂層的標(biāo)本高，MAO涂層標(biāo)本的微動疲勞壽命略遜于那些沒有涂層的標(biāo)本。由于陽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)本的平動疲勞壽命和微動疲勞壽命低于MAO涂層和沒有涂層標(biāo)本的原因。

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