原位自生TiB2XA27复合材料的制备与性能研究

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1、硕士学位论文原位自生TiB2／ZA27复合材料的制备与性能研究StudyonFabricationandPropertiesofinsituTiB2／ZA27composite学号：21005078大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知。除文中已经注明引用内容和致谢的地方外本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果。也不包舍其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志

2、对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：匾丝碰咝幽翌丝鱼蚴作者签名：均燮熬日期：互丝年』月翌日大连理工大学硕士学位论文摘要锌铝合金由于优异的摩擦磨损性能以及较低的熔融温度，使其具有取代传统的青铜与铁基铸造合金，用以生产耐磨部件的潜能。研究表明锌基复合材料不仅耐磨擦磨损性能优异，而且在高温下具有很好的尺寸稳定性。最近，原位白生制备工艺有了较大发展，其增强颗粒是在熔体内部通过化学反应得到的。相比于传统的非原位自生工艺，所得增强颗粒尺寸细小、分布弥散、界面结合

3、强度高，增强相在热力学上具有稳定性，导致更好的力学性能与耐磨性能。文献中已经报道了很多铝、镁、铜、铁基复合材料，但是在制各锌基复合材料方面，关于原位自生法的制备工艺、力学性能和耐磨性能的研究还很少见。本文目前的工作主要集中在利用混合盐反应法制备原位自生xTiB2／ZA27(x=l，3，5wt．％)复合材料，并对其制备工艺、铸态组织、力学性能和磨擦性能进行研究。通过显微组织观察与力学性能测试可知：所得原位生成TiB2颗粒细小均匀，形状规则，在基体中呈弥散分布，未发现团聚现象。由于原位自生TiB2颗粒的引入，使得基体合金的组织有

4、了明显的细化，而且细化的效果随着TiB2颗粒含量的增加，更加明显。原位自生TiB2／ZA27复合材料的抗拉强度和硬度随着TiB2颗粒含量的增多逐渐提高，而伸长率逐渐降低。其中，5叭．％TiB2／ZA27复合材料的抗拉强度为440MPa，硬度为129HB，相比于ZA27合金分别提高了18．9％、21．7％，而延伸率为1．5％，相比于ZA27合金降低了46．7％。原位自生TiB2／ZA27复合材料为典型的脆性断裂，强化机理包括细晶强化、弥散强化、位错强化。相比于ZA27合金，原位自生TiB2／ZA27复合材料的磨损量与摩擦系数均

5、明显减小，且随着TiB2颗粒的含量的增加逐渐下降。通过对磨损面及其亚表层结构的SEM形貌的分析可以看出，由于加入了TiB2颗粒，材料的磨损机制发生了变化。ZA27合金的磨损主要属于“粘着+磨粒”磨损的混合型摩擦机制，原位自生TiB2／ZA27复合材料的磨损主要是磨粒磨损机制。ZA27合金与原位自生TiB2／ZA27复合材料的磨损面亚表层均有分层现象，形成了表面细晶粒区和层性流动区。与Zak27合金相比，复合材料试样的磨损面亚表层结构中，表面细晶粒区和层性流动区相对较薄，随着TiB2颗粒含量的增多，两个区域均有变薄的趋势。关键

6、词：原位生成：ZA27复合材料：-I-iBz颗粒：力学性能：耐磨性能原位自生TiB2／ZA27复合材料的制备与性能研究StudyonFabricationandPropertiesofinsituZA27／TiB2compositesAbstract。I。hej独。Albasedalloyshavethepotentialtoreplacethetraditionalbronzeand1ron—basefoundryalloystoproducewearresistantcomponentsduetotheirexcelle

7、nttribologicalpropertiesandlowermeltingtemperatures．Recently，insitufabricationtechniquehasbeendeveloped．Sincetheformationandgrowthofreinforcementtakeplacewithinthematrix，theinsituroutesprovideadvantagesincludinguniformdistributionofparticles，excellentbondattheinter

8、face．finerparticlesize，thermodynamicallystablestateofthatoverwhelmtheconventionalexsituprocesses，yieldingbettermechanicalandtribologicalpropertie