Al—TiO2—B2O3反应体系中B2O3／TiO2摩尔比对热扩散反应合成铝基复合材料磨损性能的影响

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摘　　要:

利用Al—TiO2—B2O3体系热扩散反应合成(XD)法制备了铝基复合材料；采用销—盘摩擦磨损试验机考察了所制备的铝基复合材料在干摩擦条件下同GCr15钢配副时的磨损性能；采用扫描电子显微镜和光学金相显微镜观察分析了复合材料微观组织结构及其磨损表面和剖面形貌，探讨了其磨损机理．结果表明：所制备的铝基复合材料的磨损性能随Al—TiO2—B2O3反应体系中B2O3／TiO2摩尔比的增加而提高；复合材料的磨损质量损失随着滑动速度的增加而增加，当滑动速度为0．9m／s左右时最大，随后开始减小；磨损质量损失与滑动距离基本呈线性关系．当B2O3／TiO2摩尔比为0．0时，增强相由Al2O3和Al3Ti组成，相应的复合材料的抗磨性能较差，其磨损主要表现为Al3Ti的犁沟切削、亚表层剥落、塑性基体流失导致Al2O3颗粒裸露脱落以及Al3Ti棒断裂导致的磨粒磨损；加入B2O3后，棒状Al3Ti的数量减少，有利于基体晶粒细化，提高复合材料强度和塑性，故抗磨性能提高．当B2O3／TiO2摩尔比为1．0时，复合材料中的Al3Ti基本消失，抗磨性能显著改善，主要磨损机制为粘着磨损和轻微磨粒磨损。