SiCp-6061Al復合材料組織與摩擦磨損性能研究.pdf

1、SiCp/6061Al復合材料憑借一系列優(yōu)良的性能，如重量輕、強度和剛度高、受熱膨脹率低、耐磨損等，已經(jīng)成為復合材料中的一重要組成部分，正在引起許多專家和學者的極大興趣，并在很多領域得到大規(guī)模的應用。本文所指的復合材料是以6061Al合金粉末為基體，不同尺寸的SiC顆粒為增強體，利用粉末冶金中冷壓燒結的方法制備而成。
　　本研究向基體材料中添加體積含量為20％、25%、30%的 SiC組成復合粉末，通過冷等靜壓壓制成坯體，再經(jīng)固相

2、燒結；將燒結前后坯體材料的宏觀形貌和在掃描電鏡下的微觀組織對比，結果發(fā)現(xiàn)：燒結后粉末顆粒之間的結合更緊密、致密度更高。而由30%SiCp/6061Al復合材料的XRD分析可以發(fā)現(xiàn)，圖譜中主相為 Al相和SiC相，說明兩相的界面處沒有發(fā)生反應或反應很微弱，屬于冶金結合。由實驗數(shù)據(jù)和掃描電鏡下的微觀組織可知，SiC顆粒含量和尺寸對復合材料的組織和性能有較大的影響。隨著基體中 SiC含量的增加，其在微觀組織中的分布發(fā)生了較大變化。而熱膨脹系數(shù)

3、卻減小，這源于增強體對基體的抑制作用；隨著 SiC顆粒尺寸的增加，抗拉強度出現(xiàn)先增大后減小的現(xiàn)象，材料的斷裂機制由基體的撕裂和界面處的開裂逐步過渡到增強體顆粒的斷裂。經(jīng)燒結后的復合材料組織性能還不是最佳，需通過熱擠壓來進行優(yōu)化。將材料熱擠壓前后的微觀和透射組織對比可以發(fā)現(xiàn)：SiC顆粒在組織中由雜亂無章到沿擠壓方向呈流線型的均勻分布，且晶粒得到細化、數(shù)目增多；對復合材料在470℃～530℃下進行固溶處理時，基體中的第二相逐漸以過飽和形式溶

4、于組織當中。在180℃～210℃下進行時效處理時，第二相以細小的顆粒析出，從而起到強化作用。對第二相進行透射斑點的標定和計算可知該物質為 Al2CuMg，與能譜分析中的結果相一致。最后，對SiC顆粒尺寸一定、不同體積分數(shù)的SiCp/6061Al復合材料進行摩擦磨損性能研究，分析了該材料的磨損量、磨損率以及磨損形貌和被磨損表面的元素成分，實驗結果發(fā)現(xiàn)：材料的磨損量隨磨損時間在0～120s內(nèi)的延長而增加，且SiC含量越高，磨損量越少；在磨損