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本课题采用原位合成法与真空热压烧结制备VC/Fe复合材料，在制备过程中，烧结和加压同时进行，促进VC/Fe复合材料烧结致密性。由于VC颗粒相是原位合成的，晶界界面干净，与基体相结合良好，热稳定性强。通过对不同工艺条件、不同组分的VC/Fe复合材料组织的表面形貌，断口形貌，以及断裂裂纹的SEM观察，结合材料的力学性能，分析烧结工艺、成分与力学性能与组织的关系，研究表明：VC/Fe复合材料组分不同会影响到材料的材料性能：VC含量的不同会影响到VC/Fe复合材料的性能和组织，VC质量分数为55%时，VC/Fe复合材料的各项性能相对较好，硬度为7.78GPa，相对密度为93%，VC/Fe复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别为1070MPa和16.17Mpa.m1/2。RE含量的不同会影响到VC/Fe复合材料的性能和组织，随着RE含量的变化，VC/Fe复合材料硬度在RE含量0.3%时材料的硬度最大为10.21GPa；Cr含量的不同会影响到VC/Fe复合材料的性能和组织，VC/Fe复合材料的硬度随铬铁含量增加先增高后降低，在铬铁含量为6%时VC/Fe复合材料的硬度最大为12.03GPa，相比未加时有较大提高，提高百分比为54.62%；VC/Fe复合材料的断裂韧性和抗弯强度随铬铁含量变化为降低趋势。烧结温度与保温时间对VC/Fe复合材料力学性能与微观组织结构的影响：烧结温度影响到VC/Fe复合材料力学性能。随着温度提高，VC/Fe复合材料致密性差别比较大，致密性差异决定了性能的优异程度，在1150℃时，材料性能相对较好，硬度为7.78GPa，相对密度为93%，材料的抗弯强度和断裂韧性最高，其抗弯强度和断裂韧性分别为1070MPa和16.17Mpa.m1/2；保温时间影响到VC/Fe复合材料的力学性能，随着保温时间的提高，保温时间影响到VC/Fe复合材料的力学性能，随着保温时间的提高，VC/Fe复合材料的硬度随之变高在保温时间80min时，VC/Fe复合材料的硬度相对较好的能达到10.71GPa，比优化工艺前提高了37.66%；VC/Fe复合材料相对密度在保温时间60到100分钟之间的增长趋势比较缓慢，变化不大；保温时间为60分钟时，VC/Fe复合材料的断裂韧性和抗弯强度较好，分别为16.17MPa·m1/2和1070MPa。VC/Fe复合材料的摩擦性能随着烧结工艺的变化而变化：在实验过程中，VC/Fe复合材料的摩擦系数随着烧结温度的增加出现先减小后增大的趋势，在1200℃时材料的摩擦系数相对最小为0.8；随保温时间的增加，VC/Fe复合材料的摩擦系数先增大后减小，在20min时VC/Fe复合材料的摩擦系数最小为0.746；通过与材料力学性能的分析，可以得出在VC/Fe复合材料硬度与相对密度较好时材料的摩擦系数较低。VC含量对材料耐磨性能有很大影响，在VC含量为55%时材料表面的摩擦磨损性能较好，摩擦系数为0.916-0.918；而此时也是VC/Fe复合材料的相对密度与硬度较好的VC含量组分。由不同材质摩擦副对VC/Fe复合材料摩擦系数的影响可以发现，在淬硬钢环磨擦过程中，随着实验力的变大，摩擦系数先增大后减小，在80N时摩擦系数最小为0.916；而随着转速的变化，随着转速的变大，摩擦系数呈增大趋势，在转速60r/min时摩擦系数最小为0.918。在铜环磨损时，随着实验力的变化，摩擦系数呈递减趋势，在100N时摩擦系数最小为0.468；随着材料转速变化，材料的摩擦系数先降低后增高，在120rad/min时摩擦系数最小为0.558。摩擦副的材质硬度也会影响到材料的摩擦系数，环的材质越软，反应到摩擦系数越小。当VC含量为55%时，材料的摩擦系数较小为0.916-0.918.综合力学性能可知：致密性和硬度越高，VC/Fe复合材料的耐磨性能越好，摩擦系数也就越低；通过微观组织分析可以发现在磨损过程中，首先脱落的是铁基体相，然后才是颗粒相，说明VC颗粒对VC/Fe复合材料耐磨性的强化作用明显。研究VC/Fe复合材料满足了人们对钢铁材料提高性能的要求，对铁基复合材料的开发与应用具有促进作用，并且钒资源得到了综合利用，对促进区域经济的发展具有重要意义。