原位自生Al18B4O33w/6061复合材料的组织、硬度及耐磨性能

摘要

以Al-Al2O3-B2O3为反应体系,采用接触反应法制备了原位自生Al18B4O33w/6061复合材料,利用XRD和SEM对复合材料分别进行物相分析及微观形貌观察,对比6061基体材料,研究了Al18B4O33晶须对复合材料硬度和耐磨性能的影响.结果 表明,采用接触反应法,利用Al-Al2O3-B2O3反应体系可直接在6061基体材料中原位自生针状Al18B4O33晶须,Al18B4O33晶须直径为0.1～2 μm,晶须伴生于Mg元素.经T6热处理后,Al18B4O33w/6061复合材料的硬度为HB 132.7,较6061基体提高了27.4％,硬度的提高机制为位错强化和细晶强化.Al18B4O33w/6061复合材料的比磨损率和平均摩擦系数分别为1.96×10-8 kg/(N·m)和0.221,较6061基体下降了12.11％和22.46％.采用原位自生工艺制备的Al18B4O33w/6061复合材料,晶须与基体材料之间的润湿性和界面结合强度良好,且晶须本身强度高,在磨损时能够起到支撑作用,减小了基体的应变和磨损,有效地提高了复合材料的耐磨性.