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由于Al2O3颗粒与钢液的润湿性较差,Al2O3p/钢铁基复合材料的界面结合一般都是机械结合,导致复合材料的力学性能较差。因此,本课题在预制体中分别添加Ni、Mn、Co和ZrO2等活化物质制备Al2O3p/65钢基复合材料,以改善复合材料的界面结合,提高其力学性能。利用挤压铸造法分别制备了预制体中含Ni、Mn、Co和ZrO2等活化物质的Al2O3P/65钢基复合材料。研究了不同活化物质复合材料的基体组织和界面结构,测试了各种复合材料的界面结合强度、硬度和抗弯强度。最后,利用挤压铸造法成功制备出了在预制体中添加Ni元素的Al2O3p/65钢基复合材料耐磨耙齿。本论文利用Al2O3陶瓷片和65钢结合形成的复合材料的剪切强度来表征Al2O3p/65钢基复合材料的界面结合强度。结果表明,在预制体中添加Ni、Mn和ZrO2的复合材料界面结合强度分别为5.33MPa、3.31MPa和4.54MPa,比未在预制体中添加活化物质的复合材料界面结合强度分别提高了89.7%、17.8%和61.6%。但在预制体中添加活化物质Co的复合材料的界面结合强度却未得到提高,仅为2.39MPa。对预制体中添加Ni的复合材料,其基体组织是珠光体,SEM照片没有发现在界面处形成界面层。XRD分析结果表明,该复合材料的物相有Fe、Al2O3、AlNi、 (Fe, Ni)和NiO相,Ni可能与Al2O3反应生成NiO和AlNi,界面产物AlNi相的存在提高了复合材料的界面结合强度。该复合材料的硬度和抗弯强度分别为43.3HRC和695.04MPa。对预制体中添加Mn的复合材料,其基体组织是珠光体和少量的铁素体,SEM照片发现在界面处形成界面层。XRD分析结果表明,该复合材料的物相有Fe、Al2O3、和Mn相,说明Mn并未与Al2O3反应。该复合材料的硬度和抗弯强度分别为49HRC和516.43MPa。对预制体中添加Co的复合材料,其基体组织是珠光体和铁素体,SEM照片发现在界面处形成界面层。XRD分析结果表明,该复合材料的物相只有Fe和Al2O3相。该复合材料的硬度和抗弯强度分别为41.5HRC和486.34MPa。对预制体中添加ZrO2的复合材料,基体组织是珠光体和少量的铁素体,SEM照片发现在界面处形成界面层。XRD分析结果表明,该复合材料的物相只有Fe、Al2O3和ZrO2相,ZrO2并未与Al2O3反应,而是直接在界面处形成ZrO2界面层。该复合材料的硬度和抗弯强度分别为44.8HRC和733.23MPa。复合材料的宏观力学性能决定于基体性能和界面结合强度。Ni和ZrO2的加入改变了原复合材料的界面结合方式,改善了界面结合强度,而又基本保持了原有基体的性能,因此其宏观力学性能(硬度、抗弯强度)也得到较大的提高。