بررسی و مدلسازی رفتار تریبولوژیکی و مکانیزم های سایش آلیاژ منیزیم ZK60 اکسترود شده با افزودن مقادیر ثابت ایتریم و سریم

دراین پژوهش اثر افزودن 3% ایتریم و 3% سریم به صورت مجزا وبه عنوان عناصر نادر خاکی بر رفتار تریبولوژیکی و مکانیزم های سایش آلیاژ منیزیم ZK60 اکتسرود شده، با استفاده از دستگاه پین روی دیسک در مقابل دیسک فولادی AISI 52100 مورد بررسی قرار گرفت.نرخ سایش و ضریب اصطکاک تحت بارهای 60-5 N در دمای 25 ͦC و سرعت لغزش m/s 0/5 و مسافت لغزش m 1000 اندازه گیری شد. سطوح سایش به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی SEM و آنالیز اشعه ایکس EDS مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که تحت نیروهای پایین، آلیاژ حاوی سریم بیش از 20% و آلیاژ حاوی ایتریم بیش از 10% ، نرخ سایش کمتری نسبت به آلیاژ پایه دارد. در صورتی که این مقدار تحت نیروهای بالا، برای الیاژ حاوی سریم به 8% و آلیاژ حاوی ایتریم به 3% می رسد. آلیاژ پایه و آلیاژهای حاوی عناصر نادرخاکی مکانیزم های سایش نسبتا مشابهی تحت نیروهای مختلف از خود نشان دادند. مکانیزم های غالب در نیروهای پایین، مکانیزم خراشی و اکسیدی و در نیروهای بالا، مکانیزم لایه ای شدن و تغییر شکل پلاستیک می باشد. در آخر نیز برای صحه گذاری نتایج بدست آمده، یک مدل سازی المان محدود بر پایه قانون سایش خطی آرچارد در نرم افزار Abaqus® انجام شد و پارامترهای نرخ سایش و ضریب اصطکاک، از تحلیل های عددی ونتایج تجربی با هم مقایسه شدند.

کلیدواژه ها:

آلیاژ ZK60 ، فرآیند اکستروژن ، تریبولوژی ، آزمون پین روی دیسک ، مکانیزم سایش