【摘 要】
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轻量化是如今汽车制造发展的必然趋势,但车身轻量化的同时却往往会导致车身结构刚度的降低,所以开发新型低密度高弹性模量的金属基复合材料(Fe-TiB_2)成为了车身轻量化的重要课题之一。基于共晶凝固制备工艺所形成的Fe-TiB_2复合材料具有超高的界面强度,克服了粉末冶金等方法在该方面的不足,因而近年来越来越受到广泛关注。同时,该种方法制备工艺简单、制备成本低廉,能应用于大规模工业化生产,并且在同等条
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轻量化是如今汽车制造发展的必然趋势,但车身轻量化的同时却往往会导致车身结构刚度的降低,所以开发新型低密度高弹性模量的金属基复合材料（Fe-TiB2）成为了车身轻量化的重要课题之一。基于共晶凝固制备工艺所形成的Fe-TiB2复合材料具有超高的界面强度,克服了粉末冶金等方法在该方面的不足,因而近年来越来越受到广泛关注。同时,该种方法制备工艺简单、制备成本低廉,能应用于大规模工业化生产,并且在同等条件下,共晶凝固制备出的金属基复合材料具有较强的界面强度,有望提升材料的韧性及其抗疲劳裂纹扩展性能。本文基于原位SEM技术对两种不同TiB2含量（vol:9%和13%）铁基复合材料（Fe-TiB2）的疲劳裂纹扩展机理及其性能展开了深入研究。研究表明,由于TiB2与基体之间具有较高的界面强度,在裂纹尖端逐步靠近加强相TiB2时,其扩展速率会有明显下降,且产生较多分支以及曲折扩展路径,能有效提升其抗疲劳裂纹扩展性能。此外,在疲劳裂纹扩展试验中,Fe-TiB2（vol:13%）材料的裂纹扩展速率要明显高于Fe-TiB2（vol:9%）材料,造成该种现象的原因主要有以下三点:1)Fe-TiB2（vol:13%）材料内部由于TiB2颗粒数多且大,在热轧过程中容易产生断裂和缺陷;2)Fe-TiB2（vol:13%）材料内部含有成团TiB2大颗粒,裂纹尖端靠近这些颗粒时容易导致其脆断;3)Fe-TiB2（vol:13%）材料裂纹前端更容易萌生小裂纹。
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