自然科学研究

ZTA颗粒增强高铬铸铁基复合材料制备与耐磨性能研究

邢振国 (河北工程大学 河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室;邯郸慧桥复合材料科技有限公司), 曹晶晶 (河北工程大学 河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室;邯郸慧桥复合材料科技有限公司), 杨军恒 (河北工程大学 河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室;邯郸慧桥复合材料科技有限公司), 邢万里 (河北工程大学 河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室;邯郸慧桥复合材料科技有限公司), 常连波 (河北工程大学 河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室;邯郸慧桥复合材料科技有限公司), 石银冬 (河北工程大学 河北省高强韧耐磨金属材料重点实验室;邯郸慧桥复合材料科技有限公司)

摘要


本研究采用氧化锆增韧氧化铝（ZTA）作为陶瓷颗粒增强相，高铬铸铁（HCCI）作为基体，通过化学镀对ZTA颗粒表面进行镍金属化处理，采用铸渗法制备出ZTA颗粒增强高铬铸铁基（ZTA/Ni/HCCI）复合材料，并对该复合材料的界面微观结构与力学性能开展研究。研究结果发现，ZTA/Ni/HCCI复合材料界面形成过渡层，Fe、Cr、Ni互溶扩散形成固溶体和NiFe2O4、NiAl2O4等中间相，改善了复合材料的界面强度。ZTA/Ni/HCCI复合材料的硬度高于ZTA/HCCI，说明ZTA颗粒表面镀覆Ni后形成的中间相提高了基体的塑性变形抗力。与ZTA/HCCI复合材料比较，ZTA/Ni/HCCI复合材料的耐磨性能得到明显提升，表现为磨损量降低、摩擦系数减小，源于ZTA陶瓷颗粒可有效承受基体传递的载荷，强韧性的基体又会对ZTA陶瓷颗粒起到支撑作用，防止外力作用下断裂。

关键词


ZTA颗粒；高铬铸铁；复合材料；界面；耐磨性能

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DOI: https://doi.org/10.33142/nsr.v3i2.20005

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