【摘 要】
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本文结合酸洗预处理,采用电磁搅拌技术,以ZL104作为复合材料基体,B_4C颗粒作为增强相,研究了制备工艺参数对B_4C_p/ZL104复合材料组织及性能的影响。为了获得颗粒均匀且综合性能较好的B_4C_p/ZL104复合材料,本文利用单因素实验方案及正交实验方案相结合的方法制备复合材料。以XRD、SEM、EDS及蔡司光学显微镜为主要分析手段,分析复合材料的物相形貌及组成、B_4C颗粒的成分分析,
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本文结合酸洗预处理,采用电磁搅拌技术,以ZL104作为复合材料基体,B4C颗粒作为增强相,研究了制备工艺参数对B4Cp/ZL104复合材料组织及性能的影响。为了获得颗粒均匀且综合性能较好的B4Cp/ZL104复合材料,本文利用单因素实验方案及正交实验方案相结合的方法制备复合材料。以XRD、SEM、EDS及蔡司光学显微镜为主要分析手段,分析复合材料的物相形貌及组成、B4C颗粒的成分分析,以及磨损形貌等;并利用布氏硬度计、万能摩擦磨损试验机及图像分析软件等,测定其性能。通过单因素实验方案研究,制备工艺参数对B4Cp/ZL104复合材料组织及性能的影响规律为:当电磁搅拌强度在55%65%,电磁搅拌频率在15Hz25Hz,电磁搅拌时间在13min18min,B4C颗粒含量在2wt.%3wt.%时制备的B4Cp/ZL104复合材料具有较优的性能。利用正交实验对制备工艺参数进行优化设计,并得到各制备工艺参数下的性能,通过极差分析及综合平衡分析得出性能良好的制备工艺参数:电磁搅拌强度为65%,电磁搅拌频率为25Hz,电磁搅拌时间为15min,增强颗粒的含量为3wt.%。利用该参数进行验证实验,实验结果表明,晶粒较细小,B4C颗粒分布较均匀且B4C颗粒的标准差为0.52992,致密度为95.63%。硬度为56.3HBW,硬度值较基体提高了13.7%。磨损量为1.3mg,耐磨性较基体提高了1.6倍左右。研究了磨损时间、磨损载荷及增强颗粒含量等磨损参数对B4Cp/ZL104复合材料的摩擦系数及磨损机制的影响。研究发现:B4Cp/ZL104复合材料的磨损机制是一个复杂的动态过程,而不是某一种单独的磨损机制。
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