基于超聲納米表面改性的鎂鋰合金強化研究

鄒 云， 王起龍， 李 陽， 盧政彤， 劉書豪， 張銀霞

(1.鄭州大學 機械與動力工程學院，河南 鄭州 450001； 2.鄭州大學 抗疲勞制造技術河南省工程實驗室，河南 鄭州 450001)

0 引言

隨著機械設備輕量化要求的提高，超輕鎂鋰合金在航空航天、3C、醫療等領域得到了很好的應用。這得益于其比強度和比剛度高、密度小及易于回收等優異性能。但是，由于鎂鋰合金強度低、耐腐蝕性較差，限制了其廣泛應用[1]。因此，如何提高鎂鋰合金的機械性能和耐腐蝕性能亟需解決。通常改善材料機械性能和耐腐蝕性能的手段為合金化[2]、熱機械處理(如軋制、擠壓)[1]和表面涂層[3]等，但這些方法各有不足，例如，合金化容易造成元素污染和浪費、熱機械處理損害材料塑性、材料表面的涂層較脆且易脫落。近年來，表面嚴重塑性變形強化技術被提出以解決這些問題，通過對材料進行處理達到了提高材料的機械和耐腐蝕性能的目的。

當前在金屬材料表面獲得表面嚴重塑性變形層的技術主要包括噴丸[4]、激光沖擊強化[5]和UNSM等。UNSM是一種新興的冷加工方法，與其他表面變形強化技術相比，能夠改善材料的表面形態，具有操作簡單、環保、可控性強等優點。最近，部分學者研究了UNSM技術對鎂合金的機械性能和耐腐蝕性能影響。Hou等[6]利用UNSM處理AZ31B鎂合金，結果表明UNSM可以顯著改善鎂合金的力學性能而不損害其腐蝕速率。Amanov等[7]利用UNSM處理AZ91D鎂合金，在其表面產生約100 μm厚的納米晶層，UNSM處理后的試樣摩擦減少了23%，磨損減少了30%。……