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本文以工业上应用最为广泛的钢铁材料为基体,以TiC硬质颗粒为增强相,从高温、高速、耐磨损的实际使用需求出发,制备出较为均匀致密且具备良好耐磨损性能的TiC/Fe金属陶瓷。为了有效缓解金属陶瓷与传统钢材相连接时两者之间热匹配性较差的问题,又制备出界面结合良好的梯度TiC/Fe复合材料以缓和两者间的热应力,因而本文所研究的梯度复合材料有着广阔的应用前景。实验采用无压烧结法,分别制备了 TiC/Fe金属陶瓷与梯度复合材料,结果表明:添加0.5wt.%硬脂酸锌成形剂、压制压力为1OOMPa且烧结温度为1480℃为最佳制备工艺,可以制备出外观均匀致密的复合材料。实验制备的TiC/Fe金属陶瓷中,TiC体积分数为别为30%、40%、50%和60%。当TiC含量为50vol.%时,均质TiC/Fe复合材料的相对密度达到最大值99.1%,弯曲强度达到最大值1048MPa,压缩强度达到最大值1689MPa;当TiC含量为60vol.%时,均质TiC/Fe复合材料的硬度达到最大值6200MPa。实验采用压剪强度来表征梯度TiC/Fe复合材料界面结合性能。结果表明,随界面两侧复合材料成分差异性增加,因热膨胀系数差异性的增大,梯度TiC/Fe复合材料的界面结合强度降低。当梯度TiC/Fe复合材料界面两侧TiC体积分数分别为50%与60%时,其界面压剪强度达到最大值233MPa。实验研究了 TiC/Fe金属陶瓷的摩擦系数、磨损率与复合材料成分、法向载荷、摩擦速度之间的关系。结果表明,在干摩擦条件下,提高法向载荷或摩擦速度会导致金属陶瓷摩擦系数降低:而提高TiC体积分数可使金属陶瓷含有更多的硬质颗粒,从而提高复合材料的摩擦系数。提高摩擦法向载荷或TiC体积分数可使金属陶瓷的磨损率降低,而提高摩擦速度会使金属陶瓷的磨损率升高。TiC/Fe金属陶瓷的摩擦系数范围是0.41-0.55,磨损率范围是1.39×10-9-3.09×10-9mm3·N-1·m-1。实验范围内金属陶瓷的摩擦系数与磨损率的变化均保持在比较小的范围之内,证明TiC/Fe金属陶瓷具有优良的耐磨性能。