【摘 要】
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本论文采用不同的工艺制备了两种不同的Fe3Al/Al203复合材料,分别为在自制Fe-28Al-5Cr合金粉中直接添加纳米A1203颗粒混合均匀后热压烧结以及通过原位反应直接形成Fe-28Al-5C
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本论文采用不同的工艺制备了两种不同的Fe3Al/Al203复合材料,分别为在自制Fe-28Al-5Cr合金粉中直接添加纳米A1203颗粒混合均匀后热压烧结以及通过原位反应直接形成Fe-28Al-5Cr/Al2O3粉体后热压烧结,A1203重量比分别为10%和20%。以热压烧结制备的纯Fe-28Al-5Cr (Fe3Al)金属间化合物作为对比材料,探讨了A1203含量以及制备工艺对Fe3Al/Al203复合材料组织结构、力学性能以及抗磨损性能的影响,获得的主要结论如下：1.两种复合材料的力学性能与组织结构密切相关。A1203的加入导致两种复合材料的硬度均得到一定程度的提高。热压烧结后A1203相都分布在Fe3A1相的边界处,当A1203含量为20%时,基体中形成了明显的网状结构。由此导致两种复合材料的弯曲强度和压缩强度均降低,且随着A1203含量的增加,强度下降明显。2.两种复合材料的摩擦学性能相似,且A1203的含量对摩擦学性能影响很大：在高温下,只有A1203含量为20wt.%时,复合材料高温抗磨损性能才能得到明显改善；干滑动摩擦条件下,随着A1203含量的增加,复合材料的干滑动抗磨损性能降低；油润滑条件下,在0.02-0.06m/s滑动速度下,复合材料的抗磨损性能增强,而在0.08-0.1Om/s滑动速度下则相反。3.如上所述,总的来说,两种不同工艺制备的Fe3Al/Al203复合材料的组织结构、力学性能和摩擦学性能均相似。不同的是,A1203重量比为20%时,对复合材料FA20(非原位)和IR-FA20(原位形成)进行对比,发现FA20基体完全被分布于晶界的A1203相分隔开,但IR-FA20基体并未被完全分隔开。由于组织结构的差异,原位复合材料IR-FA20具有更高的硬度、弯曲强度和压缩强度。而对摩擦学性能来说,唯一不同的是,油润滑条件下,在0.04m/s的滑动速度下,随着施加载荷由50N增加到250N,IR-FA20抗磨损性能更好。
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