The effect of load on the tribological properties of magnesium alloy WE54 after precipitation hardening

• Autorzy: Barylski A. , Aniołek K. , Kupka M. , Dworak M.

Warianty tytułu

PL

Wpływ obciążenia na właściwości tribologiczne stopu magnezu WE54 po utwardzaniu wydzieleniowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the effect of precipitation hardening on the mechanical and tribological properties of magnesium alloy WE54. Mechanical tests have shown that the hardness and Young’s modulus of the alloy increased as the ageing time became longer. Improvement of the mechanical properties had a direct influence on the tribological properties. Tribological tests were performed on a ball-on-disk tribometer, applying variable loads of 2, 5, and 10 N. In the tests, a more than fourfold decrease in the specific wear rate, a threefold reduction in the linear wear, and a ca. 20% reduction of the friction coefficient were observed. The best results were obtained for ageing time of 24 h. The extension of the heat treatment time to 48h caused overageing of the alloy, which resulted in the deterioration of its mechanical and tribological properties.

PL

W artykule przedstawiono wpływ utwardzania wydzieleniowego na właściwości mechaniczne i tribologiczne stopu magnezu WE54. Badania mechaniczne wykazały, że wraz ze wzrostem czasu starzenia rosła twardość i moduł Younga stopu. Poprawa właściwości mechanicznych miała bezpośredni wpływ na właściwości tribologiczne. Badania tribologiczne przeprowadzono na stanowisku ball-on-disk, zastosowano zmienne obciążenie (2, 5 i 10 N). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono ponad 4-krotne obniżenie specific wear rate, 3-krotne ograniczenie zużycia liniowego i ok. 20% spadek współczynnika tarcia. Najkorzystniejsze wyniki uzyskano dla czasu starzenia 24 h. Wydłużenie czasu obróbki cieplnej do 48 h powodowało przestarzenie stopu, co skutkowało pogorszeniem właściwości mechanicznych i tribologicznych.

Słowa kluczowe

EN

WE54; solution treatment; ageing; hardness; wear

PL

WE54; przesycanie; starzenie; zużycie

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 4
• Strony: 11--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Barylski A.

• University of Silesia, Institute of Materials Science, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, Poland

autor

Aniołek K.

• University of Silesia, Institute of Materials Science, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, Poland

autor

Kupka M.

• University of Silesia, Institute of Materials Science, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, Poland

autor

Dworak M.

• University of Silesia, Institute of Materials Science, ul. 75 Pułku Piechoty 1A, 41-500 Chorzów, Poland

Bibliografia

• 1. Cho K., et al.: Magnesium technology and manufacturing for ultra lightweight armored ground vehicles, ARL-RP-236, Aberdeen Proving Ground, MD: Army Research Laboratory, 2009.
• 2. Eliezer D., Aghion E., Froes F. H.: Magnesium science, technology and applications, Adv. Perform. Mater. 5, 1998, 201–212.
• 3. James D. W.: High damping metals for engineering applications, Mater. Sci. Eng. 4, 1969; 1–8.
• 4. Lin B., Kuo C.: Application of an integrated RE/RP/CAD/CAE/CAM system for magnesium alloy shell of mobile phone, J. Mater. Process. Technol. 209, 2009, 2818–2830.
• 5. Virtanen S.: Biodegradable Mg and Mg alloys: corrosion and biocompatibility, Materials Science and Engineering B, 176, 2011, 1600–1608.
• 6. Witte F.: The history of biodegradable magnesium implants: a review, Acta Biomaterialia, 6, 2010, 1680–1692.
• 7. Song G .L., Song S. Z.: A possible biodegradable magnesium implant material, Adv. Eng. Mater., 9, 2007, 298–302.
• 8. Witte F., Fischer J., Nellesen J., Vogt C., Vogt J., Donath T.: In vivo corrosion and corrosion protection of magnesium alloy LAE442, Acta Biomaterialia, 6, 2010, 1792–1799.
• 9. Wu D. G., Yan S. H., Wang Z. Q., Zhang Z. Q., Miao R. Y., Zhang X. W., Chen D. H.: Effect of samarium on microstructure and corrosion resistance of aged as-cast AZ92 magnesium alloy, J. Rare Earths 32, 2014, 663–671.
• 10. An J., Li R. G., Lu Y., Chen C. M., Xu Y., Chen X., Wang L. M.: Dry sliding wear behavior of magnesium alloys, Wear 265, 2008, 97–104.
• 11. Jiang J., Bi G.L., Zhao L., Li R.G., Lian J.S., Jiang Z.H.: Dry sliding wear behavior of extruded Mg-Sn-Yb alloy, J. Rare Earths 33, 2015, 77–85.
• 12. Kainer K. U.: Magnesium-Alloys and Technologies, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co, KG a A, Weinheim, 2003.
• 13. Mondal A. K., Kumar S.: Dry sliding wear behavior of magnesium alloy based hybrid composites in the longitudinal direction. Wear, 267, 2009, 458–466.
• 14. Barylski A., Aniołek K., Dworak M.: The influence of solution treatment on the structure and mechanical and tribological properties of magnesium alloy WE54, Tribologia 3, 2016, 19–28.
• 15. Barylski A., Kupka M., Aniołek K., Rak J.: The effect of precipitation hardening on the structure and mechanical and tribological properties of magnesium alloy WE54, Vacuum 139, 2017, 77–86.
• 16. Tang Z., Wang M., Zhao Y., Wu G.: Radiation resistance evaluation of cross-linked polytetrafluoroethylene by the investigation of friction and wear behavior, Radiation Physics and Chemistry 80, 2011, 496–500.
• 17. Oliver W. C., Pharr G. M.: An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments, J. of Mater. Res. 7, 1992, 1564–1583.
• 18. ASTM G99-17, Standard Test Method for Wear Testing with a Pin-on-disk Apparatus, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2017.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).