316L-PSZ復合材料的制備和性能評價.pdf

1、通過粉末冶金法,制備了316L不銹鋼體積含量為10％～50％五種不同成分的圓柱形316L/PSZ復合材料。為了改善生坯的壓實均勻性,提高生坯相對密度,探討了較合適的粘結(jié)劑配比和準雙向壓制方法。研究了316L不銹鋼體積含量對復合材料密度、相對密度、燒結(jié)收縮率、顯微組織、洛氏硬度、顯微硬度、壓縮強度和斷裂韌性的影響。在MRH-3型高速環(huán)塊磨損試驗機上進行線摩擦磨損試驗,研究復合材料與T10鋼(HRC45)及4Cr5MoSiV熱作模具鋼(HR

2、C50)在干摩擦條件下同GCr15鋼對摩時的摩擦磨損性能,討論316L不銹鋼體積含量、對偶環(huán)轉(zhuǎn)速和磨損時間對復合材料耐磨性的影響,同時對316L/PSZ復合材料的摩擦磨損機理進行初步探索。 結(jié)果表明：隨著316L不銹鋼體積含量的增加,復合材料的密度和相對密度逐漸增大,燒結(jié)收縮率則逐漸降低,整體硬度值下降,復合材料中氧化鋯基體的顯微硬度略有下降,而彌散的316L不銹鋼顆粒的顯微硬度變化不大。在本文的研究條件下,所制備復合材料的相對

3、密度值在93.52％～96.66％之間。 除20vol％316L試樣外,隨不銹鋼體積含量的增加,復合材料的壓縮強度逐漸增大。當316L不銹鋼含量在10％～40vol％之間,破壞形式為脆性斷裂；而當316L顆粒含量為50vol％時,復合材料壓縮強度為765MPa,破壞形式類似于塑性金屬剪切變形斷裂。 通過壓痕法測試復合材料的斷裂韌性,發(fā)現(xiàn)隨316L不銹鋼體積分數(shù)的增大,復合材料的斷裂韌性有不斷提高的趨勢。在9.807N和1

4、9.614N載荷下,10％316L和20％316L的斷裂韌性值基本接近,集中在15.25～27.12MN·m-3/2,30％316L的斷裂韌性值的范圍為17.22～34.29MN·m-3/2,相對10％316L和20％316L材料的KIC值提高近20％。 當磨損時間和對偶環(huán)轉(zhuǎn)速一定時,隨著316L不銹鋼體積含量的增多,復合材料的耐磨性下降；當316L不銹鋼體積含量和磨損時間一定時,隨對偶環(huán)轉(zhuǎn)速的提高,復合材料的耐磨性下降；當31