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，被認為是傳統(tǒng)鑄造耐磨材料的新選擇，并已成為當(dāng)前研究的熱點。探索顆粒增強鋁基復(fù)合材料的制備技術(shù)和研究其干摩擦磨損性能，對于顆粒增強金屬基復(fù)合材料的設(shè)計制備具有理論意義和實用價值。
　　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 ZL203鋁基復(fù)合材料（以下

2、簡稱原位自生TiB2/ZL203復(fù)合材料）的新方法，主要研究了原位自生 TiB2顆粒對 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，導(dǎo)致復(fù)合材料的各項力學(xué)性能指標(biāo)不高及耐磨性能不好等問題。
　　晶相組織分析和力學(xué)性能測試結(jié)果表明：xTiB2/ZL203復(fù)合材料中原位自生的TiB2顆粒尺寸細小，彌散分

3、布于基體中。基體的晶粒尺寸隨著TiB2顆粒含量的增加而明顯減小，復(fù)合材料的組織得到細化。復(fù)合材料的硬度、抗拉強度和屈服強度隨TiB2顆粒含量的增加而顯著提高，但延伸率明顯下降。當(dāng)TiB2顆粒含量達到10%時，該復(fù)合材料的抗拉強度為433MPa，屈服強度為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)合材料的斷裂機制為微孔聚集型韌性斷裂，強化機理為細晶強化、彌散強化、位

4、錯增殖強化和晶界強化。
　　復(fù)合材料的室溫干滑動摩擦磨損試驗結(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、滑動速度的提高及滑動時間的延長，復(fù)合材料的磨損量呈上升趨勢，且 TiB2顆粒含量越高，磨損量的增大趨勢越不明顯；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制綜合作用的結(jié)果，隨著摩擦條件的改變，材料的磨損機理也隨之變化?；?/p>