硼化钛颗粒增强铁基复合材料的力学性能及干摩擦磨损行为研究

发布时间：2021-05-31 21:01

　　在节能减排和轻量化的背景下,轻质高强材料的开发势在必行。由于成本相对低廉、力学性能优良、应用前景广泛,铁基复合材料的研制备受关注,逐渐成为材料研究领域热点之一。已有研究表明,将低密度和高硬度的TiB₂陶瓷颗粒与铁基材料进行合成,可以制备出兼顾刚度、强度、塑性和耐磨性的新型Fe-TiB₂复合材料。本课题旨在通过原位合成法制备不同TiB₂颗粒含量（15%、20%、25%,体积分数）的Fe-TiB₂复合材料,通过实验表征和数值模拟等手段研究TiB₂颗粒含量对复合材料力学性能及干摩擦磨损性能的影响。主要研究内容及结果如下:（1）复合材料由两相组织构成,分别为α-Fe基体和TiB₂增强颗粒,多数TiB₂颗粒截面为3-4μm²的四边形,少数为六边形。随着TiB₂含量增多,复合材料的密度和硬度分别呈下降和上升趋势;当颗粒含量从15%增加到25%时,密度从7.47g/cm³降低到7.1... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各类合金屈服强度、比屈服强度和拉伸塑性分布图

[35]。图1-2 粉末冶金法制备颗粒增强复合材料流程图[39]粉末冶金法对基体和增强颗粒材料没有要求，可以根据不同需求调整增强体的大小、含量和形貌等，提高了复合材料的可设计性[36,37]。性能方面，由于制备过程中在液相线以下加热进行，这大大减弱了界面反应，界面强度得到一定保证，提高了材料的综合性能。粉末冶金法的工艺难点在于前期混粉过程，要保证两者充分混合均匀，以免出现增强颗粒团聚等情况；其次某些增强颗粒与金属之间的

图 1-3 喷射沉积法制备金属基复合材料示意图[48]结了上述各种制备方法应用于陶瓷颗粒增强铁基复合材料时的优合成法，其余三种制备方法获得的复合材料均存在增强体与基体低，机械性能差等缺点；而原位合成法获得的材料界面强度高，能料的机械性能。虽然粉末冶金法能够很好的控制增强体颗粒的大小琐的工序极大的增加了时间成本和设备成本。另外三种制备方法本较低，但是搅拌铸造法中颗粒与金属熔体直接的界面反应严重，难以控制也是不可忽略的缺点。原位合成法很好地综合了工艺简单、势，同时适用于工业生产和实验研究。表 1-3 颗粒增强铁基复合材料制备方法的优缺点粉末冶金法 搅拌铸造法 喷射沉积法 原位合成法适用性广，颗粒含量、大小操作简单，流生产效率高，增强相稳定，界面

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料宏细观力学行为研究[D]. 韩刚.北京理工大学 2016

硕士论文
[1]高速列车铸钢制动盘热疲劳性能研究及寿命预测[D]. 岑升波.西南交通大学 2016



本文编号：3208969