合成B4C和天然钛铁矿陶瓷颗粒增强LM13铝硅合金基复合材料的磨损性能对比摘要
研究以LM13铝硅合金为基体、陶瓷颗粒为增强相,采用搅拌铸造法制备的复合材料(AMCs)的干滑动磨损行为。分别采用两种不同的陶瓷颗粒增强相:合成的B4C和天然的钛铁矿陶瓷颗粒。光学显微镜结果显示,增强颗粒均匀分散在基体材料中,增强颗粒使共晶硅的晶粒尺寸细化,形貌变为球形。B4C增强复合材料(BRCs)的硬度提高最大,而钛铁矿增强复合材料(IRCs)由于界面化合物的形成导致基体-增强相界面结合较强,摩擦因数降低最大。与基体合金相比,复合材料的干滑动磨损性能显著提高。B4C颗粒的低密度和高硬度导致BRCs中颗粒周围高的位错密度。另一方面,钛铁矿颗粒的低热导率导致IRCs表面发生早期氧化并形成摩擦层。可见,尽管两种类型的增强相的作用机制存在很大不同,他们都能改善AMCs的耐磨性能。因此,低成本钛铁矿颗粒可替代高成本B4C颗粒,制备耐磨复合材料。
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