sicp%2fzl109复合材料制备及摩擦磨损性能研究

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1、’中南大学硕士论文摘要本论文使用自行设计制造的实验设备，通过搅拌铸造的方法制备了不同含量的SiCp／ZLl09铝基复合材料。采用室温拉伸、硬度和摩擦磨损测试实验，X射线物相分析(XIm)、金相(OM)和扫描电子显微分析等方法研究了不同SiCp含量对SiCp／ZLl09铝基复合材力学性能、摩擦磨损性能、显微组织结构的影响及其变化规律，并通过研究微量SC、zr对基体合金ZLl09力学性能的影响，探讨了提高SiCp／ZLl09复合材料综合性能的新途径，并从理论上进行了分析和讨论。通过实验获得了下列结论：

2、l采用搅拌铸造的方法成功制备了三种不同SiCp含量的SiCp／ZLl09复合材料，本试验的具体参数为：780℃熔炼ZLl09合金，降温至700℃搅拌加入SiCp增强颗粒、搅拌速度680一-780r／min、搅拌时间60min左右，搅拌完成后静置lOmin、升温至740℃浇铸。通过X—ray检测，用“绝热法’’计算出三种复合材料的SiCp质量百分含量分别为8％Wt，lO％wt，12％wt。2SiCp／ZLl09复合材料的力学性能试验和摩擦磨损试验表明：在ZLl09基体中添加SiCp增强颗粒，能够提高

3、了复合材料硬度、摩擦系数和耐磨性，且随着SiCp增强颗粒含量的增加，复合材料的综合性能不断得到改善。3SiCp／ZLl09复合材料在磨损过程中，SiCp的失效形式有两种，分别是破碎和脱出基体。SiCp在材料的磨损过程中起双重作用。在失效前保护基体，减少基材粘着磨损。失效后产生硬质点磨屑，对材料造成磨料磨损。4SiCp／ZLl09复合材料的磨损以粘着磨损为主，伴随有磨粒磨损和基体的氧化磨损。材料在基体粘着磨损-，SiCp凸现保护基体一SiCp破碎一基体粘着磨损、磨粒磨损+氧化磨损的模式下进行。5在S

4、iCp／ZLl09复合材料中添加Sc，Zr稀土元素能够显著细化铝基体晶粒，提高基体合金强度。在摩擦制动过程中Sc、Zr元素通过抑制了基体合金表面微凸体的塑性变形，阻碍位错运动等途径提高了SiCp／ZLl09复合材料的摩擦系数和耐磨性。关键词：SiCp／Al复合材料、力学性能、摩擦磨损性能、sc、Zr改性中南大学硕士论文ABSTRAcTABSTRACTInthisexperiment，SiCp／ZL109compositegwithdifferentSiCpcontentwerepreparedby

5、stir-castingprocessusingtheequipmentsmadebyourselves．TheeffectofdifferentSiCpcontentonthemechanicalproperties，frictionbehaviorandmicrostructurewereinvestigatedusingX—ray,OM，SEM，hardtestandweartest．Wealsodiscussedthenewpathwhichcanimprovethecombination

6、propertyofSiCp／ZL109bystudyingtheeffectofminorScandZronthemicrostructureandpropertyofZL109alloy．Theexperimentresultswereanalyzedanddiscussedtheoretically．Severalconclusionscanbesummarized蠲follows：1．Intllisexpefimerit．，threekindsofSiCp／ZL109compositesw

7、imdifferentSiCpcontentwerepreparedbystir-castingprocess．Theaccurateparameteris：On780℃，smeltingZL109alloy；On700℃，addingSiCpbystir-castingprocess，themixingspeedisabout680"-"780r／minandenduranceperiodis60min．On740℃．pouring．ThepercentagecompositionofSiCpa

8、retestedbyX-ray,themasspercentofSiCpofthreekindsofSiCp／ZL109compositesis8％，l0％，12％．2．Theresultofmechanicalpropertiesandfrictionpropertiestestshowthat：thehardness，frictionfactorandwear-resistanceproperyofthematrixarehigherthanZL109andwiththeinc