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1、第21卷第1期粉末冶金工业Vol.21No.12011年2月POWDERMETALLURGYINDUSTRYFeb.2011粉末冶金金属基复合材料的研究现状及发展趋势邓陈虹,葛启录,范爱琴(中国钢研科技集团有限公司,北京100081)摘要:综述了用粉末冶金法制备的铁基复合材料、镁基复合材料、铜基复合材料及铝基复合材料的常用增强体、材料性能、应用以及目前国内外的研究现状,并探讨了存在的问题及发展趋势。关键词:粉末冶金;金属基复合材料;增强体;趋势中图分类号:TB333文献标识码:A文章编号:1006-6543(2011)
2、01-0054-06PRESENTRESEARCHSTATUSANDTRENDOFMETALMATRIXCOMPOSITESBYPOWDERMETALLURGYDENGChenhong,GEQilu,FANAiqin(ChinaIronandSteelResearchInstituteGroup,Beijing100081,China)Abstract:Reinforcementphase,propertiesandapplicationsofFematrix,Mgmatrix,CumatrixandAlmatrixcompositesbypowdermetal
3、lurgyweresummarized.Thepresentresearchstatusofthesecompositeswasalsoreviewed.Moreover,severalmajorchallengesandprospectofdevelopmentwerediscussed.Keywords:powdermetallurgy;metalmatrixcomposites;reinforcementphase;trend金属基复合材料起源于20世纪50年代末期或在铁基、铜基、铝基和镁基等复合材料。铝基和镁基60年代初期。在过去的二十多年中,金属基复合材
4、等轻金属基复合材料由于其价格贵,因而主要应用料逐渐地从军事国防向民用领域渗透,如今已在陆于航空航天等高技术领域。本文主要综述铁、铜、上运输、民航、工业和体育休闲产业等诸多领域实现铝、镁基复合材料的研究和发展现状。商业化的应用。近年来,金属基复合材料的制备工艺及理论研1粉末冶金铁基复合材料研究现状究发展非常迅速,目前,金属基复合材料制备工艺和[1]方法有:搅拌铸造法、原位生成法、挤压铸造法、喷11增强相的选择及复合材料性能射成形法和粉末冶金法。粉末冶金法由于可以制备早在1959年,GattiA[2]就用粉末冶金工艺制出增强相体积分数含量非常高的金属基复合材料,备了A
5、l2O3颗粒增强Fe基复合材料,发现氧化物并且不受基体合金种类与增强体类型的限制而受到分散于铁的基体中可以提高基体的抗蠕变特性,即关注。氧化物弥散强化的作用。20世纪70~80年代,粉根据金属基复合材料基体的不同,粉末金属基末冶金法制备铁基复合材料才开始受到广泛关注,复合材料分为铝基、镁基、铜基、铁基、钛基、镍基、高增强体(颗粒或短纤维)的范围也不断增加,包括温合金基等,目前,国内外学者研究较多的主要集中Al2O3、Cr7C3、Cr3C2、TiC、NbC、WC、VC、不锈钢纤收稿日期:2010-09-01作者简介:邓陈虹(1973-),女(汉),四川人,博士,高级工程师
6、,从事粉末冶金复合材料的研究工作。第1期邓陈虹等:粉末冶金金属基复合材料的研究现状及发展趋势55维、C纤维、SiC晶须等,如表1。基体材料由单一的12应用铁发展到钢和多元体系,制备工艺也在不断创新,特目前用粉末冶金法生产的铁基复合材料主要用别是原位复合技术的出现,为解决颗粒与基体的界于机械零件、轴承、摩擦材料等。低密度、高刚度和面问题带来了新思路。高强度的增强体颗粒加入到钢铁基体中,在降低材表1粉末冶金铁基复合材料常用的原料、料密度的同时,提高了材料的弹性模量、硬度、耐磨增强相及材料的应用性和高温性能。原料增强相应用FeAl
7、2O3Al2O3[23]飞机发动机燃料泵转子、刀具、FeTiCTiC[45]耐磨零件、模具、夹具、2粉末冶金镁基复合材料研究现状FeVCVC[56]齿轮、飞机刹车片FeTiWC(Ti,W)C[7]整体耐磨耐高温零件21基体与增强相的选择及复合材料性能FeFe3NFe4NFe4N、Fe3N[8]功能材料Fe不锈钢纤维不锈钢纤维[9]纯镁不适合直接作为镁基复合材料的基体,一般需要添加合金元素。常用的合金元素依次有铝、[3]NavaraE制备了Al2O3颗粒弥散强化铁基复锌、硅、锂、银、锆、锰和稀土元素等,常
