塑性变形对原位zrb2a356al复合材料摩擦磨损性能影响研究.docx

摘要：根据原位熔体反应法制备ZrB2/A356复合材料，这种方法工艺简单，但原位反应过程不好控制，在反应条件改变情况下制备的复合材料组织结构有差别，故其性能也有一定差别。对其进行搅拌摩擦塑性变形，不仅可以提高材料内部组织致密性，减少铸造缺陷，而且能够改善增强颗粒形貌分布，研究搅拌摩擦对ZrB2/A356复合材料微观结构和性能的影响。

本文以K2ZrF6 、KBF4和A356铝锭为反应体系，原位反应生成ZrB2/A356复合材料。对制得的ZrB2/A356复合材料进行搅拌摩擦加工，同时改变搅拌摩擦加工的前进速度，通过光镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等表征手段研究了不同搅拌摩擦加工速度对ZrB2/A356复合材料组织结构和性能的影响情况，并着重研究了摩擦磨损性能。

40、50、60、70mm/min的加工速度对应的硬度分别为44.76HBW、45.32 HBW、45.63 HBW和46.78 HBW，说明材料的硬度随搅拌前进速度的减小稍有降低。搅拌摩擦加工后，复合材料中团聚状的ZrB2增强颗粒被打散，破碎的增强体在基体中分布更加均匀。加工速度为50mm/min颗粒细化效果最好，颗粒尺寸约为3μm。搅拌摩擦加工前进速度对复合材料摩擦系数有一定影响：随着前进速度的减小，摩擦系数先增加后减少，这说明可能存在一个前进速度，使得复合材料摩擦系数达到最大。前进速度50mm/min时，材料的磨损量最小，磨损体积也最小为59099204.105μm3，通过微观三维形貌和磨损体积的比较发现，搅拌摩擦加工能使材料的耐磨性增强，但前进速度减小到一定程度的时候，磨损体积又开始增大，因此适当的加工前进速度能够使复合材料的耐磨性达到最佳。搅拌摩擦加工后复合材料主要发生的磨损为磨粒磨损，但是随着搅拌前进速度的减小，材料磨损程度加大，材料耐磨性降低。

关键词：搅拌摩擦  A356复合材料  微观结构  摩擦磨损