刘 磊，郭华锋，于 萍，李龙海，陆兴华

（徐州工程学院机电工程学院，江苏徐州 221000）

0 引言

镁在地壳金属元素中含量位居第3，镁及其合金被称为“21 世纪绿色金属工程材料”［1-2］。但是，尽管镁合金具有许多优良特性，然而与其他传统金属材料相比，镁合金的绝对强度、硬度等性能较低［3］，耐磨损性能较差［4］，这严重阻碍了其在更多领域的广泛应用。因此，改善镁合金材料的性能，提高其强度、硬度等性能已成迫切需要解决的难题。

近年来，轻质合金相应的强化理论、技术迅速发展［5-7］。Zhang等［8］研究了机械喷丸对ZK60 镁合金疲劳性能的影响。而空化强化的基本原理与喷丸类似，且表面质量更佳，更能提高复杂或微型零部件的疲劳强度［9］。空泡脉动过程中产生的高速微射流等同于流畅中的水锤压力作用在固体材料表面，从而改变材料表面性能的一种微射流机制［10-11］；Soyama 等［12］设计了空化装置利用高速射流产生空泡用于材料表面改性，高速水射流加强了材料表面的残余压应力，提高了材料表面的力学性能，相对于喷丸处理材料表面形貌较为平整。

本文将机械喷丸强化与空化强化相结合，以镁合金为研究对象，在水中加入Al2O3纳米粒子，通过空化泡溃灭产生的能量将Al2O3粒子打入样品，实现镁合金的性能强化。

1 实验方法

实验采用SLQS1000 超声波空化实验机，实验装置如图1 所示。

图1 实验装置图

实验参数：超声功率800 W；超声频率20 kHz；变幅杆直径φ15.8 mm，距离样品表面0.5 mm；设定温度25 ℃。

选取AZ31 镁合金为实验对象，尺寸20 mm ×20 mm×0.2 mm；……