采用液態(tài)攪拌鑄造工藝制備了體積分?jǐn)?shù)為15%和20%的Si C_p/ZL108兩種鋁基復(fù)合材料,通過(guò)拉伸測(cè)試、組織觀察和耐磨性能實(shí)驗(yàn),研究了增強(qiáng)顆粒Si C對(duì)基體合金的顯微組織、力學(xué)性能與耐磨性能的影響。結(jié)果表明,在基體ZL108中加入不同體積分?jǐn)?shù)的Si C_p后,顆粒分布均勻,組織致密,增加了復(fù)合材料中的位錯(cuò)密度,力學(xué)性能、彈性模量得到提高,材料的磨損性能有大幅度的改善,Si C_p的良好支撐作用、導(dǎo)熱性能和高體積分?jǐn)?shù)是復(fù)合材料耐磨性能優(yōu)良的主要原因。 

【文章來(lái)源】：鑄造. 2017,66(04)北大核心CSCD

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預(yù)處理溫度對(duì)15volSiCp/ZL108材料增強(qiáng)體分布的影響

合材料的強(qiáng)度較基體不斷得到提高，彈性模量也隨之增加。添加15vol%SiCp，基體抗拉強(qiáng)度增大約23.5%，屈服強(qiáng)度提高約12.6%，硬度提高約23.1%，彈性模量增加約15.5%；當(dāng)增加SiCp的含量至20vol%，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度又進(jìn)一步得到改善，達(dá)373MPa，硬度和彈性模量進(jìn)一步得到改善。而且，對(duì)復(fù)合材料拉伸斷口分析表明，組織中未發(fā)現(xiàn)明顯氣孔和夾雜，斷口組織致密。復(fù)合材料的強(qiáng)化與基體中的高密度位錯(cuò)相關(guān)。顆粒增強(qiáng)型復(fù)合材料，承受載荷主要是依靠基體材料，其強(qiáng)度主要取決于分散粒子阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的能力[17]。圖320vol%SiCp/ZL108復(fù)合材料中SiC顆粒的分布Fig.3DistributionofSiCpin20vol%SiCp/ZL108composite表3SiCp/ZL108復(fù)合材料拉伸性能Table3TensilepropertiesofSiCp/ZL108composites樣品編號(hào)ABC抗拉強(qiáng)度Rm/MPa285352373屈服強(qiáng)度Rp0.2/MPa261294304彈性模量E/GPa718289布氏硬度HB90.4111.3124.6FOUNDRYApr.2017334Vol.66No.4

艸寤饔αΓ?約跎僭鑾肯嗟?失效作用。因此，在制備工藝允許的條件下，提高增強(qiáng)顆粒的含量對(duì)于提高復(fù)合材料的耐磨性能具有積極的作用。表4兩種SiCp/ZL108復(fù)合材料磨損實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table4TestresultsofabrasivewearfortwokindsofSiCp/ZL108composites注：相對(duì)耐磨性1/ε=0.00753/ΔW樣品編號(hào)ABC初始質(zhì)量/g0.68960.67720.6781磨損后質(zhì)量/g0.61430.67040.6742磨損率ΔW/g0.07530.00680.0039相對(duì)耐磨性1/ε111.0719.31（a）15vol%SiCp/ZL108復(fù)合材料（b）ZL108基體合金材料圖415vol%SiCp/ZL108復(fù)合材料和ZL108基體材料摩擦面的組織形貌Fig.4MicrostructureoffrictionsurfaceforSiCp/ZL108compositesandZL108matrixalloy3結(jié)論（1）采用液態(tài)攪拌鑄造法成功制備了SiCp含量分別為15vol%、20vol%的顆粒增強(qiáng)SiCp/ZL108鋁基復(fù)合材料，顆粒在基體中彌散均勻分布，無(wú)明顯團(tuán)聚、氣孔和夾雜等組織缺陷。合理增加Mg含量可以改善SiCp與基體潤(rùn)濕性，改善顆粒的均勻分布。（2）增強(qiáng)顆粒SiC的加入，提高復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，最高增幅分別為30.9%、25.4%。隨SiCp含量增加，耐磨性能顯著得到改善與提高，含量為15vol%、20vol%復(fù)合材料的相對(duì)耐磨性分別為11.07和19.31。（3）復(fù)合材料中的SiCp增強(qiáng)相起到良好的支撐作用，減少基體與對(duì)磨件的接觸。SiCp的加入提高材料的流變強(qiáng)度，阻礙基體材料塑性變形的發(fā)生，降低粘著磨損程度。硬質(zhì)增強(qiáng)相主要承擔(dān)磨損應(yīng)力，而基體鑄造郝世明等：陶瓷顆粒增強(qiáng)SiCp/Al鋁基復(fù)合材料制備和性能研究335

【參考文獻(xiàn)】：
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