宏观颗粒增强铁基复合材料的制备与性能

摘要

颗粒与基体之间难以均匀稳定的混合以及二者的界面结合强度较差是限制颗粒增强金属基复合材料制备以及推广应用的共性关键问题,而目前的主要解决措施＂预制体法＂以及＂润湿化预处理技术＂又存在生产效率较低、制备成本较高等问题.基于此,在液态模锻的基础上,提出了不做预制体、也不进行润湿化预处理的制备颗粒增强金属基复合材料的新技术——＂随流混合＋高压复合＂技术,并采用此方法成功制备了复合效果良好的ZTA/Km TBCr26抗磨复合材料.研究了ZTA/Km TBCr26复合材料的微观组织、硬度以及冲击性能,发现复合材料内部颗粒分布比较均匀,颗粒与Km TBCr26基体的结合紧密,属于微机械啮合.冲击试验结果表明,复合材料的冲击韧性与单一金属基体相比显著降低,冲击断口形貌显示材料的断裂是沿颗粒内部扩展的,没有出现颗粒的整体脱落,说明陶瓷颗粒与金属基体具有比较高的结合强度.考察了ZTA/Km TBCr26复合材料与单一Km TBCr26的干摩擦磨损性能,结果表明,低载荷条件下ZTA/Km TBCr26复合材料的磨损性能是Km TBCr26的1.82倍,而高载荷条件下复合材料的磨损性能则是Km TBCr26的3.3倍.