ZTA颗粒尺寸对ZTAp/Fe45冲击性能的影响

摘要

采用数值模拟与实验相结合的方法,对氧化锆增韧氧化铝颗粒(ZTAp)增强Fe45复合材料(ZTAp/Fe45)的冲击性能进行了研究.试验选用不同尺寸ZTAp及其不同尺对ZTAp的级配颗粒作为增强相,其中级配颗粒体积比1∶1,采用粉末冶金方法制备了ZTAp体积分数为30％的ZTAp/Fe45.测试了复合材料冲击功吸收功,采用扫描电子显微镜(SEM)观察冲击断口形貌.实验表明:数值模拟与实验结果吻合较好,加入单一尺寸的增强颗粒时,随着ZTAp尺寸的增加,ZTAp/Fe45冲击吸收功增加,级配颗粒试样由于存在粒挤嵌现象,出现局部应力集中现象,在冲击性能方面没有体现出优势;复合材料的冲击断口为脆性断裂,其中金属基体的断裂形貌为解理断裂;ZTAp主要有两种失效形式,颗粒冲击断裂和颗粒冲击脱落,ZTAp冲击断裂时吸收的能量大于颗粒冲击脱落.