52、材料与结构性能研究：摩擦搅拌加工与层合板屈曲分析

材料与结构性能研究：摩擦搅拌加工与层合板屈曲分析

在材料科学与工程领域，材料性能的提升和结构稳定性的研究一直是重要的课题。本文将聚焦于两个关键研究：一是摩擦搅拌加工（FSP）对AZ91镁合金滑动磨损特性的影响；二是不同面内载荷和切口尺寸对层合板屈曲行为的作用。

摩擦搅拌加工对AZ91镁合金滑动磨损特性的影响

1. 研究背景

镁及其合金因具有高的强度重量比、低密度和良好的阻尼能力，在交通运输和汽车工业中具有广阔的应用前景。然而，其较差的耐磨性能限制了在相对运动结构中的应用。通过晶粒细化改变材料微观结构是提高其摩擦学性能的有效途径，而摩擦搅拌加工（FSP）作为一种固态加工方法，能够实现材料的晶粒细化。

2. 实验过程

• 材料准备 ：采用化学成分（重量百分比）为8.67% Al、0.85% Zn、0.002% Fe、0.03% Mn，其余为Mg的铸态AZ91镁合金，加工成尺寸为100 mm × 50 mm × 5 mm的板材。
• FSP加工 ：使用具有方形锥形销轮廓的FSP工具进行加工，工具由H13工具钢制成并硬化至52 HRC。
• 测试分析 ：
  • 微观结构分析 ：对加工后的样品进行不同等级砂纸抛光，再用圆盘抛光机结合金刚石糊（1 - 3μm）进行进一步抛光，用乙醇清洗后，用苦味酸试剂化学蚀刻以观察微观结构。
  • 硬度测试 ：使用维氏显微硬度测