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1、第23卷第3期矿 冶 工 程Vol.23№32003年06月MININGANDMETALLURGICALENGINEERINGJune2003①界面对纤维增强铝硅合金复合材料耐磨性的影响刘 政,刘小梅(南方冶金学院教务处,江西赣州341000)摘 要:利用挤压铸造制备了氧化铝纤维增强铝硅合金复合材料,研究了这种材料的界面对其耐磨性的影响。结果表明,在复合材料中,纤维与基体结合良好,并对铝硅合金具有增强作用;复合材料的界面可阻滞裂纹扩展,基体中的合金元素有利于形成良好的界面,改善复合材料的耐磨性。关键词:界面;复合材料;
2、纤维;铝硅合金;耐磨性EffectsofInterfaceonWearResistanceofFiberReinforcedAluminum2siliconAlloyCompositesLIUZheng,LIUXiao2mei(SouthernInstituteofMetallurgy,Ganzhou341000,Jiangxi,China)Abstract:Aaluminashortfibrereinforcedaluminum2siliconalloycompositeismanufacturedbysqueeze
3、casting.Theeffectofthecomposite’sinterfaceonitswearresistanceisstudied.Theresultsshowthatthefibrehasareinforcingeffectonthealloyduetoitsgoodcombinationwiththealloy’smatrix.Thecomposite’sinterfacecanpreventcracksfrompropagatingandtheal2loyelementsinthematrixarefa
4、vourabletoformationofgoodinterfacetoimprovethecomposite’swearresistance.KeyWords:interface;composite;fiber;aluminum2siliconalloy;wearresistance 铝硅合金具有良好的铸造性能,且与各种增强体时的作用,对于改善材料性能,探讨新的耐磨机制无疑的相容性好,是铝基复合材料中广泛应用的基体合金。具有积极意义。本文讨论了磨损过程中氧化铝纤维增20世纪80年代初,日本首先将氧化铝短纤维增强铝强
5、铝硅合金复合材料的界面对材料耐磨性的影响。硅合金复合材料用于制造汽车发动机活塞,有效地改[1]1 实验过程善了活塞的耐磨性、抗咬合性和高温强度。我国亦开展了这种复合材料的研究,在应用方面也取得一定1.1 实验材料与试样制备[2]的成绩。关于纤维增强铝合金复合材料的耐磨性已实验所用纤维为国产氧化铝短纤维,含有80%的做过许多研究,但是很少涉及到纤维与基体之间的界Al2O3,其余为SiO2。纤维直径为3～5μm,纤维长度为面对复合材料耐磨性的影响。在纤维增强铝合金复合2～20mm。以铝硅系合金为基体合金:1号合金为材料中,
6、纤维与基体之间界面的比表面积很大,可高达w(Si)=12.1%的铝硅二元合金;2号合金是在1号合23数百mmPmm,这对复合材料的性能是至关重要的。金基础上添加了0.8%～1.5%的镁、铜和镍等合金元[3～5]已有研究表明,界面的特性对纤维增强铝合金复素。这2种合金在液态时都具有良好的流动性。合材料的拉伸性能、疲劳性能等有极大影响,而界面对用挤压铸造制备氧化铝纤维增强铝硅合金复合材纤维增强铝合金复合材料的耐磨性的影响,报道不多。料。先将短纤维制成圆柱形的纤维预制件,经干燥、预热Bhansali等人的工作已表明,在Al2
7、O3PAl和SiCPAl复合后,置入模具中,在适当的工艺条件下使液态铝硅合金浸材料中,前者较后者具有更好的耐磨性,原因是SiCPAl渗纤维预制件。凝固、冷却后,可获得纤维体积率(Vf)为[6]的界面状况不如Al2O3PAl的,界面上存在一脆性层,8%～24%的氧化铝纤维增强铝硅合金复合材料。影响了SiCPAl复合材料的耐磨性。可见,纤维P基体的1.2 性能检验与磨损试验界面对复合材料的磨损过程确有影响。利用金相显微镜和扫描电镜观察氧化铝纤维增强研究纤维增强铝合金复合材料的界面在材料磨损铝硅合金复合材料的显微组织、纤维分
8、布、纤维与基体①收稿日期:2002212208 第一作者 男 教授 工学硕士©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.66矿 冶 工 程第23卷的界面,用电子探针分析界面微区成分。在HB-3000型布氏硬度计上和HX-1000型显微硬度计上测试了
