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陶瓷尺寸和體積分數對鋁基復合材料磨損的影響

通過使用不同粒度的SiC、B4C或Al2O3增強AA2124基體材料，以研究其摩擦學性能。用于增強的顆粒所占的體積分數分別為10%、20%和30%?；w材料和增強顆粒共同在600MPa、615℃的氬氣條件下進行30min的壓縮,然后與金屬基復合材料（MMC）進行比較。未的AA2124樣品和GGG40凸輪材料樣品（包括感應淬火和未經處理的）也進行了摩擦磨損試驗。摩擦磨損試驗在旋轉轉速為900r/min、加載負荷為50N的干燥條件下進行。

試驗結果如下。①20μm/30% SiC增強鋁基復合材料的硬度可以達到約90%的感應淬火GGG40材料的硬度。②復合材料的磨損性能隨著所含Al2O3體積分數的上升而下降。SiC和B4C復合材料隨各自增強顆粒所占體積分數的增加,分別表現出了更高的耐磨特性。含有B4C和SiC成分的復合材料的耐磨性優(yōu)于GGG40材料。一般來說，20μm/30%復合材料SiC可表現出了最佳的耐磨性能,對含有B4C的樣品來說，B4C在10%體積分數時表現出最適宜的耐磨性能。③所使用的增強金屬基復合材料的顆粒尺寸對復合材料的磨損率會產生重大影響。如果增強粒徑小于基體材料的粉末粒度，磨損率會隨著增強粒徑的上升而下降。反之。增強粒徑若大于基體材料的粉末粒度，磨損率會隨著增強粒徑的上升而上升。所以,基體材料的粉末粒度是影響復合材料磨損性能的一個關鍵點。④本研究所有測試樣品的主要磨損機制為塑性屈服和分層,一些元素（如Fe和Cr）可以從相互磨損的另一面轉移到復合材料的表面。⑤這些新材料由于具有質量輕、耐磨性好的特點，因此可用于發(fā)動機凸輪。

網址：http://www.sciencedirect. com

作者：M.B. Karam?s et al

編譯：羅濤