原位自生TiB2-ZL203鋁基復(fù)合材料的干摩擦磨損行為研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料以其優(yōu)異的物理和力學(xué)性能，逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。特別是采用原位合成法制備的顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，由于其具有耐高溫、耐磨損、耐疲勞等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是傳統(tǒng)鑄造耐磨材料的新選擇，并已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。探索顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備技術(shù)和研究其干摩擦磨損性能，對(duì)于顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的設(shè)計(jì)制備具有理論意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文探索了采用混合鹽反應(yīng)原位自生法制備原位自生 TiB2顆粒增強(qiáng) ZL203鋁基復(fù)合材料（以下

2、簡(jiǎn)稱原位自生TiB2/ZL203復(fù)合材料）的新方法，主要研究了原位自生 TiB2顆粒對(duì) xTiB2/ZL203（x=2、6、8、10wt％）復(fù)合材料的鑄態(tài)組織、力學(xué)性能及干摩擦磨損性能的影響，解決了外加顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料中由于組織不均勻、晶粒粗大、界面污染等缺點(diǎn)，導(dǎo)致復(fù)合材料的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)不高及耐磨性能不好等問(wèn)題。
　　晶相組織分析和力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明：xTiB2/ZL203復(fù)合材料中原位自生的TiB2顆粒尺寸細(xì)小，彌散分

3、布于基體中?；w的晶粒尺寸隨著TiB2顆粒含量的增加而明顯減小，復(fù)合材料的組織得到細(xì)化。復(fù)合材料的硬度、抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨TiB2顆粒含量的增加而顯著提高，但延伸率明顯下降。當(dāng)TiB2顆粒含量達(dá)到10%時(shí)，該復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度為433MPa，屈服強(qiáng)度為335MPa，硬度為238HV，較基體分別提高了66％、60％、118％；其延伸率為2.1%，較基體降低了75%。復(fù)合材料的斷裂機(jī)制為微孔聚集型韌性斷裂，強(qiáng)化機(jī)理為細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、位

4、錯(cuò)增殖強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化。
　　復(fù)合材料的室溫干滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果表明：隨 TiB2顆粒含量的增加，復(fù)合材料的耐磨性顯著提高；隨外加載荷的增加、滑動(dòng)速度的提高及滑動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，復(fù)合材料的磨損量呈上升趨勢(shì)，且 TiB2顆粒含量越高，磨損量的增大趨勢(shì)越不明顯；復(fù)合材料的磨損量整體上低于基體合金。磨損表面、亞表面及磨屑的分析結(jié)果表明，基體和復(fù)合材料的磨損現(xiàn)象都是若干種摩擦機(jī)制綜合作用的結(jié)果，隨著摩擦條件的改變，材料的磨損機(jī)理也隨之變化?；?/p>