TiB2P-2024Al復(fù)合材料熱變形行為及摩擦磨損性能研究.pdf

1、本文采用壓力浸滲法制備了體積分?jǐn)?shù)為30％TiB2/2024Al復(fù)合材料研究其高溫?zé)嶙冃涡袨榧澳Σ聊p性能。本文利用了差熱分析(DTA)、布氏硬度、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)等多種實(shí)驗(yàn)手段。研究TiB2/2024Al復(fù)合材料高溫壓縮變形的規(guī)律和形變機(jī)理,確定致密化工藝參數(shù),并進(jìn)一步研究了高致密TiB2/2024Al復(fù)合材料的摩擦磨損行為和磨損機(jī)理。
　　研究表明:TiB2/20

2、24Al復(fù)合材料壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)呈現(xiàn)了三階段特征。溫度和應(yīng)變速率對(duì)TiB2/2024Al復(fù)合材料的高溫壓縮變形規(guī)律有著明顯的影響,復(fù)合材料的最大變形抗力隨著壓縮溫度的升高逐漸降低;隨著應(yīng)變速率增加逐漸增加。TiB2/2024Al復(fù)合材料的壓縮極限變形量隨著變形溫度的升高而升高,在給定的應(yīng)變速率范圍內(nèi)(0.0014s-1-0.14s-1)當(dāng)應(yīng)變速率為0.014s-1時(shí)復(fù)合材料的極限壓縮變形量值較高。
　　變形前后復(fù)合材料的SEM微

3、觀(guān)組織觀(guān)察結(jié)果表明:溫度越低復(fù)合材料中顆粒斷裂程度越高,應(yīng)變速率越高復(fù)合材料中基體及界面發(fā)生破壞的程度越大;結(jié)合應(yīng)變速率敏感系數(shù)m和變形激活能Q的計(jì)算表明:顆粒加入基體后,材料的變形能力有很大程度的降低;壓縮過(guò)程中復(fù)合材料基體內(nèi)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到了顆粒的阻礙,造成了變形激活能升高;應(yīng)變速率敏感系數(shù)偏低。TEM觀(guān)察結(jié)果表明:TiB2/2024Al復(fù)合材料高溫變形后晶粒尺寸明顯變小,并且有納米級(jí)亞晶出現(xiàn),因此主要的軟化機(jī)制是動(dòng)態(tài)回復(fù)。
　　

4、根據(jù)復(fù)合材料高溫壓縮變形行為的研究,確定復(fù)合材料三向約束致密化工藝參數(shù):變形溫度為500℃;形變速率為0.014s-1。
　　經(jīng)過(guò)致密化后,復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度提高,但是材料的延伸率降低。
　　摩擦磨損行為研究表明:當(dāng)滑動(dòng)速度一定時(shí),復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨著載荷的增加而降低;磨損率隨著載荷的增加而增加;當(dāng)載荷一定時(shí),摩擦系數(shù)隨著滑動(dòng)速度的升高而升高,磨損率隨著滑動(dòng)速度的升高而降低。對(duì)比變形前后TiB2/2024Al復(fù)合材料摩擦磨