7075复合材料微观组织与磨损行为.pdf

原位ＡｌＯ。／７０７５复合材料微观组织与磨损行为原位Ａｌ２Ｏ３Ｐ／７０７５复合材料微观组织与磨损行为—ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＷｅａｒＢｅｈａｖｉｏｒｓｏｆＩｎｓｉｔｕＡｌ２０３Ｐ／７０７５Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ刘慧敏，杨树青，许萍，李进福（内蒙古工业大学材料科学与工程学院，呼和浩特０１００５１）———ＬＩＵＨｕｉｍｉｎ，ＹＡＮＧＳｈｕｑｉｎｇ，ＸＵＰｉｎｇ，ＬＩＪｉｎｆｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００５ｌ，Ｃｈｉｎａ）摘要：采用原位反应近液相线铸造法制备具有不同质量分数的Ａ１Ｏ／７０７５复合材料，并对其进行干滑动磨损实验研究，通过ＯＭ，ＳＥＭ，ＴＥＭ等材料分析方法测试了材料的微观组织和磨损表面形貌。结果表明，原位Ａ１。０。颗粒对７０７５铝合金的晶粒组织有明显细化效果，ＡｌｚＯ。／７０７５复合材料的耐磨性比基体７０７５铝合金有明显的提高。原因是原位合成的复合材料界面结合良好，原位Ａｌｚ０ｓ颗粒在摩擦过程中起着抑制金属流动和支撑的双重作用。磨损表面形貌显示，原位Ａｌｚ０。颗粒的加人，使磨损机制由黏着磨损变为磨粒磨损，从而改善了材料的耐磨性。关键词：原位Ａ１０。颗粒；铝基复合材料；组织；耐磨性能中图分类号：ＴＢ３３３；ＴＧ１１５．２１３．１文献标识码：Ａ文章编号：１。０卜４３８１（２０１２）１１－０００Ｉ－０５——Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＡｌｚ０３ｐ／７０７５Ａ１ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｉｎｓｉｔｕｒｅａｃｔｉｏｎｎｅａｒｌｉｑｕｉｄｕｓｃａｓｔｉｎｇ．ＴｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｄｒｙｓｌｉｄｉｎｇｗｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｐｒｅｐａｒｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇＯＭ，ＳＥＭａｎｄＴＥＭａｓｗｅｌｌａｓｗｅａｒｆｒｉｃｔｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈａｔｉｎ－ｓｉｔｕＡ１２０３ｐａｒｔｉｃｌｅ—ｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｓｉｚｅｏｆａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ＜ｌ￣ｔｍｉｓｕｎｉｆｏｒｍｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｔｈｅｍａｔｒｉｘ，ｗｈｉｃｈｅｘｈｉｂｉｔｓｄｅｓｉｒａｂｌｅｒｅｆｉｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ７０７５Ａ１ａｌｌｏｙ．Ｔｈｅｗｅａｒｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｓｇｒｅａｔｌｙ—ｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｍａｔｒｉｘ，ｗｈｉｃｈｉｓａｔｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｇｒａｉｎｒｅｆｉｎｉｎｇａｎｄｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆａｃｏｍｐａｃｔｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆＡ１２０３Ｐ／７０７５Ａ１ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｎ－ｓｉｔｕＡ１２０３ｐａｒｔｉｃｌｅｓｅｘｈｉｂｉｔｃｏｕｐｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇｍｅｔａｌｆｌｏｗａｎｄｂｅａｒｉｎｇｓｏｍｅ１ｏａｄｉｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｍａｔｒｉｘ７０７５Ａ１ａｌｌｏｙｉｓａｄｈｅｓｉｖｅｗｅａｒ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｗｅａｒｓｕｒｆａｃｅｏｆＡＩ２Ｏ３Ｐ／７０７５Ａ１ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｓｓｕｐｅｒｉｏｒｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｍａｔｒｉｘ７０７５Ａｌａｌｌｏｙ．ＴｈｅｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＡ１２Ｏ３Ｐ／７０７５Ａ１ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｓａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒ，ａｎｄｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＡ１２Ｏ３Ｐ／７０７５Ａｌｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄ．—Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｓｉｔｕＡ１２０３ｐａｒｔｉｃｌｅｓ；ａｌｕｍｉｎｕｍｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ颗粒增强金属基复合材料的制备工艺根据增强颗粒的加入方法的不同分为外加法和原位合成两种系列。原位合成的增强颗粒又称原位颗粒，它是在基体合金熔体内直接反应生成，与基体的相容性较好，且界面干净、无污染、颗粒相对细小，并解决了外加法难以解决的夹杂物、界面反应及颗粒／基体之间润湿性差等问题，所以近几年原位合成法得到了快速发展。作者研发的原位反应近液相线铸造方法ｌ１就是其中的一种。通过该方法制备的铝基复合材料具有细小均匀的非枝晶组织特征。良好的界面状态及和细小的晶粒组织是影响复合材料耐磨性的重要因素＿４］。研究结果表明，不同的原位颗粒增强的材料体系，因其制备方法不同，组织结构不同等原因，其摩擦磨损行为表现出不同的特点。本工作通过原位反应近液相线铸造方法制备不同质量分数的ＡｌＯ。／７０７５铝基复合材料，研究了干滑动磨损特性，探索原位反应近液相线铸造Ａ１。０。／７０７５复合材料的磨损性能及其磨损机理的变化规律。ｌ实验方法采用原位反应近液相线铸造方法制备四种具有不同原位ＡｌｚＯ。颗粒含量的ＸＡ１。Ｏ。／７０７５铝基复合材料（其中Ｘ一０，２．９，５．３％，８．０％，质量分数，下