自蔓延原位合成TiC/MOSi2复合材料及其力学性能

以钼、硅、钛和碳粉为原料,采用自蔓延原位合成技术制备了不同体积分数TiC强韧化的MoSi2基复合材料,研究了TiC颗粒对MoSi2基体材料显微组织和力学性能的影响.结果表明:TiC颗粒均匀分布于MoSi2基体中;TiC体积分数为30%时,TiC/MoSi2复合材料硬度、抗弯强度和断裂韧度分别达到15.02 GPa、366 MPa和6.26 MPa·m1/2,比纯MoSi2分别增加61.5%、26.8%和150%;复合材料的断口表现为沿晶断裂和准解理断裂的混合形式,其强化机制是细晶强化和弥散强化,韧化机制为细晶韧化.     

超声作用下原位反应制备Mg_2Si/AM60复合材料的显微组织

以AM60镁合金和硅为原材料,在原位反应的基础上,采用高能超声处理来改善原位反应的条件,制备出以Mg_2Si为增强相的镁基复合材料;采用XRD对复合材料物相进行分析,用光学显微镜对其显微组织进行观察,同时与未施加超声处理的复合材料进行了对比。结果表明:超声作用下原位生成的Mg_2Si增强相更加细小,团聚现象得到改善;熔体在高能超声作用下,声空化产生的瞬态高温、高压及声流效应是增强相细化的主要原因。     

金属/陶瓷复合材料的原位合成及其结构研究

以铝镁合金、高纯石英棒为原料，采用原位合成法在1473K氮气氛下保温2h制备了Al（Si）／AlN／MgAl2O4复合材料。采用XRD、SEM和EDX等方法分析了所得材料的相组成与显微结构。结果表明：复合材料的物相为MgAl2O4、Al-Si、AlN、Mg2Si和Si；在铝与SiO2界面上形成的Al2O3与基体合金中的镁反应生成块状的MgAl2O4尖晶石晶体，在复合材料内部发现均匀分布的AlN晶须，部分氧、铝、镁、铁形成化合物与硅一起均匀弥散分布于复合材料中。     

真空烧结原位合成制备SiC+WSi2/MoSi2复合材料及其性能

以钼粉、硅粉、钨粉和石墨粉为原料,采用真空烧结原位合成方法制备了不同SiC和WSi2配比颗粒增强的SiC+WSi2/MoSi2复合材料,研究了其物相组成、力学性能和室温断口形貌,并分析了复合材料的强韧化机理.结果表明:该复合材料主要由WSi2、MoSi2和SiC相组成,还有微量的(Mo,W)5Si3相;其中10%SiC...     

原位反应结合热压烧结工艺制备Al_2O_3/Fe-28Al-5Cr复合材料的组织和性能

采用原位反应结合热压烧结工艺制备了Al2O3质量分数为10%和20%的Fe-28Al-5Cr基复合材料,研究了它们的物相、显微组织、力学性能,以及室温和200,400,600,800℃下的摩擦磨损性能,并与采用外加Al2O3方法制备的相同复合材料进行了对比。结果表明:原位合成Al2O3制备的复合材料由Fe3Al和Al2O3两相组成,Al2O3主要分布在晶界处;随着Al2O3含量的增多,复合材料的硬度逐渐增大,抗弯强度明显降低;当Al2O3质量分数为20%时,复合材料的耐磨性能得到了明显改善;与外加20%Al2O3制备的复合材料相比,原位合成Al2O3制备的复合材料具有较高的硬度和强度,在室温和200,800℃下的磨损率稍低。     

熔体超声处理对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响

采用高能超声装置对A356合金熔体进行处理,利用扫描电镜、万能材料试验机等研究了高能超声功率及处理时间对A356合金铸态显微组织和力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明:对A356合金熔体进行超声处理后合金铸态组织中的硅相逐渐由树枝状变成颗粒状,-αAl相细小圆整;当超声功率为1.2 kW、处理时间为600 s时,处理效果最好;处理时间一定后,随着超声功率的提高,A356合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都增加,最大值可分别达到294.37,207.98 MPa和6.85%,分别为未施加高能超声处理的1.56,1.93和1.10倍;随着高能超声处理时间的延长,A356合金的抗拉强度、屈服强度以及伸长率呈现先升后降的趋势。     

机械搅拌和超声处理对纳米SiCp/Zn-Al复合材料显微组织与摩擦学性能的影响

采用直接熔炼以及在熔炼时分别施加机械搅拌、超声处理、机械搅拌和超声处理等4种方式制备质量分数0.1%纳米SiC_p/Zn-Al复合材料,研究了熔炼工艺对其显微组织、显微硬度和摩擦磨损性能的影响。结果表明：不同熔炼工艺所得试样的组织均主要由α(Al, Zn)富铝相和η(Al, Zn)富锌相组成,显微硬度相差不大;直接熔炼以及施加机械搅拌、超声处理、机械搅拌和超声处理熔炼后,试样内部SiC_p的分散效果依次增强,晶粒大小依次变得更加均匀,且其平均摩擦因数分别为0.38,0.33,0.32,0.31;小载荷低频率、小载荷高频率、中载荷高频率和大载荷高频率条件下,同时施加机械搅拌和超声处理熔炼所得试样的磨损量比直接熔炼分别降低77.4%,52.9%,43.3%,52.5%,磨损机制均为黏着磨损。     

纳米SiO2颗粒和玻璃微珠共混改性超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用模压成型工艺制备了纳米SiO2颗粒和玻璃微珠共混改性的超高分子量聚乙烯复合材料;研究了相对滑动速度、载荷以及玻璃微珠含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,并对磨损形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:添加纳米SiO2颗粒和玻璃微珠可以提高复合材料的硬度、压缩弹性模量和摩擦磨损性能;相对滑动速度对复合材料摩擦因数和磨损率有很大的影响;载荷对复合材料的摩擦因数影响不明显,但磨损率随载荷的增加而增大;纳米SiO2颗粒和玻璃微珠混合改性后复合材料的磨损机理主要是粘着磨损和疲劳磨损。     

基体炭对炭/炭复合材料摩擦磨损性能的影响

采用液相浸渍-炭化法制备了沥青基炭/炭复合材料(P-C/C)和沥青-酚醛树脂双基体炭/炭复合材料(D-C/C),研究了它们的增密效率、抗弯强度和摩擦磨损性能的差别。结果表明:P-C/C的增密效率高于D-C/C的;在体积密度基本相同的情况下,两种复合材料的抗弯强度相近;D-C/C的摩擦因数较大,磨损较严重;基体炭结构和性能的差别是造成两种复合材料摩擦磨损性能不同的主要原因。     

纳米碳化硅增强铜基复合材料的组织及其磨损性能

为了探求在常温下制备颗粒弥散增强金属基复合材料的方法,采用复合电铸工艺在室温下制备了纳米碳化硅粒子弥散增强铜基复合材料,对其表面形貌、微观组织结构进行了观察,对显微硬度、磨损性能及导电性能进行了测试。结果表明：纳米碳化硅粒子均匀弥散分布在铜基体中,且与基体结合良好;复合材料表面平整、细密;与电沉积纯铜材料相比,其显微硬度明显提高,磨损性能改善,导电性能下降幅度不大。     

液-固原位反应合成TiB2/Cu-Cr复合材料的性能

通过液-固原位反应法合成了TiB2/Cu-Cr复合材料,对其微观结构、力学性能进行了研究,探讨了其强化机理.结果表明:复合材料经处理后其硬度为140 HV,电导率为93.6%IACS,软化温度为560℃,抗拉强度为466 MPa,伸长率为22%;拉伸断口呈现大量等轴韧窝,具有较好的综合性能.     

Ag-G-MoS2复合材料在不同气氛下的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金方法制备银-二硫化钼-石墨复合材料,考察了不同成分的复合材料在大气与气氛中的摩擦磨损性能,分析讨论了成分改变对材料摩擦磨损性能的影响。实验表明:随着二硫化钼与石墨含量比的增大,复合材料在大气中的减摩性能逐渐减弱,耐磨性由于受到材料力学性能与摩擦机理的共同作用,变化不大,在N2气氛中的复合材料的减摩性增强,硬度增大,磨损率下降。对比结果表明,银-石墨(体积分数为20%)-二硫化钼(体积分数为10%)在不同气氛下的摩擦磨损性能较好且稳定。     

原位合成TiB2-SiC基复相陶瓷高温磨损断裂力学特性的研究

在SiC基体中,用TiC和B4C为原料采用固相反应原理原位合成了高温自润滑TiB2-SiC基复相陶瓷,提高了SiC陶瓷高温摩擦学性能;高温摩擦氧化是TiB2-SiC/TiB2-SiC高温自润滑的主要机制。试样磨损断面氧化层和过渡层接触紧密;摩擦表面具有塑性变形性能,由脆性体向塑性体或者弹塑性体过渡。复相陶瓷中TiB2颗粒产生的“钉扎效应”,导致裂纹扩展路径偏转,改变了应力场的分布特性,降低了微裂纹尖端应力场强度,提高了裂纹扩展门槛值。TiB2-SiC磨损中存在断裂力学上的（Ⅰ＋Ⅱ）型和（Ⅰ＋Ⅲ）复合裂纹非平面扩展,以及裂纹尖端微小塑性屈服区的存在,使得裂纹扩展门槛值在“极限上值”和“极限下值”间随着裂纹扩展实际有效长度的变化而动态变化,导致材料延迟断裂。     

原位合成(TiB2+Fe2B)/铁基复合材料的力学性能和耐磨性

在含0.15%~0.45%C,0.20%~0.50%Si,0.60%~1.20%Mn和0.50%~1.50%Cu的Fe-C合金中加入硼和钛,原位合成了颗粒增强铁基复合材料。借助光学显微镜、扫描电镜和X衍射分析等手段,分析了颗粒增强相和基体组成;采用冲击试验机、材料试验机和磨损试验机等测试了复合材料的力学性能和耐磨性。研究发现,铁基复合材料的原位合成增强相是TiB2和Fe2B,且以TiB2为主。热处理后,铸态时呈条块状和针状的增强相变成团球状和颗粒状,使复合材料力学性能改善,耐磨性提高,并分析了原位合成颗粒增强相改善材料性能的原因。     

超声振动切削SiCp/Al复合材料的刀具磨损试验

分别采用超声切削和普通切削两种方式对SiCP/Al复合材料进行了车削试验,研究了切削参数对硬质合金YG6刀具磨损的影响规律,并在同等条件下与聚晶金刚石(PCD)刀具进行了对比。发现超声切削的刀具磨损量要小于普通切削的刀具磨损量;超声切削时PCD刀具的磨损量约为YG6刀具磨损量的1/10,这点和普通切削十分相似。     

Influence of Combined Addition of Boron and Strontium on High-Temperature Wear Behavior of A356 Alloy

In the present study, the effect of the combined addition of boron (B) and strontium (Sr) on the high-temperature dry sliding wear behavior of A356 alloy has been investigated using a pin-on-disc wear testing machine attached with a furnace. During wear studies, the effect of alloy composition, normal pressure, sliding speed, and sliding distance on A356 alloy at four temperatures, namely, room temperature and 100, 200, and 300°C, have been investigated. Further, the cast alloys and worn surfaces of A356 alloy with and without B and Sr were characterized by scanning electron microscopy (SEM)/energy-dispersive spectroscopy (EDS) microanalysis. Results indicate that the combined addition of B and Sr to A356 alloy has led to improvements in wear properties. This is due to a change in microstructure, improvement in mechanical properties, and the formation of an oxide layer between the mating surfaces during the sliding wear process.     

稀土量及热处理对A356合金组织性能的影响

研究了混合稀土对A356合金的铸态、固溶态、T6状态的组织和力学性能的影响，提出了稀土加入量及合理的熟处理状态。