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本论文使用自行设计制造的实验设备,通过搅拌铸造的方法制备了不同含量的SiCp/ZL109铝基复合材料。采用室温拉伸、硬度和摩擦磨损测试实验,X射线物相分析(XRD)、金相(OM)和扫描电子显微分析等方法研究了不同SiCp含量对SiCp/ZL109铝基复合材力学性能、摩擦磨损性能、显微组织结构的影响及其变化规律,并通过研究微量Sc、Zr对基体合金ZL109力学性能的影响,探讨了提高SiCp/ZL109复合材料综合性能的新途径,并从理论上进行了分析和讨论。通过实验获得了下列结论:1采用搅拌铸造的方法成功制备了三种不同SiCp含量的SiCp/ZL109复合材料,本试验的具体参数为:780℃熔炼ZL109合金,降温至700℃搅拌加入SiCp增强颗粒、搅拌速度680～780r/min、搅拌时间60min左右,搅拌完成后静置10min、升温至740℃浇铸。通过X-ray检测,用“绝热法”计算出三种复合材料的SiCp质量百分含量分别为8%wt,10%wt,12%wt。2 SiCp/ZL109复合材料的力学性能试验和摩擦磨损试验表明:在ZL109基体中添加SiCp增强颗粒,能够提高了复合材料硬度、摩擦系数和耐磨性,且随着SiCp增强颗粒含量的增加,复合材料的综合性能不断得到改善。3 SiCp/ZL109复合材料在磨损过程中,SiCp的失效形式有两种,分别是破碎和脱出基体。SiCp在材料的磨损过程中起双重作用。在失效前保护基体,减少基材粘着磨损。失效后产生硬质点磨屑,对材料造成磨料磨损。4 SiCp/ZL109复合材料的磨损以粘着磨损为主,伴随有磨粒磨损和基体的氧化磨损。材料在基体粘着磨损→SiCp凸现保护基体→SiCp破碎→基体粘着磨损、磨粒磨损+氧化磨损的模式下进行。5在SiCp/ZL109复合材料中添加Sc,Zr稀土元素能够显著细化铝基体晶粒,提高基体合金强度。在摩擦制动过程中Sc、Zr元素通过抑制了基体合金表面微凸体的塑性变形,阻碍位错运动等途径提高了SiCp/ZL109复合材料的摩擦系数和耐磨性。