熔铸-原位合成TiC7075复合材料的摩擦磨损性能.pdf

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1、-1-原位合成 TiC/7075 复合材料的摩擦磨损性能 孙淼1，杨滨1,2，许存官1，崔向中1，王锋3 1北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京(100083)2中国科学院国际材料物理中心，沈阳(110016)3北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室，北京(100083)E-mail: 摘摘摘摘 要要要要：本文采用熔铸-原位合成法制备了 3-8%TiC/7075 复合材料（质量百分数，下同），并对其摩擦磨损性能进行了研究。结果表明，TiC 颗粒的形成具有细化晶粒的作用，对基体的硬度和耐磨性有很大的改善作用。随着 TiC 颗粒含量的增加，复合材料的体积磨损率减少（耐磨性提高

2、）。在低载荷下（10N），熔铸-原位合成 8%TiC/7075 复合材料的耐磨性优于7075 铝合金。然而，在高载荷下（40N），8%TiC/7075 复合材料的耐磨性却低于 7075 铝合金，表明附加载荷对颗粒增强金属基复合材料的耐磨性有很大的影响。研究表明，固定载荷，增加滑动速度，7075 铝合金和 8%TiC/7075 复合材料的耐磨性均呈下降的趋势，但8%TiC/7075 复合材料的耐磨性下降幅度低于 7075 铝合金。关键词关键词关键词关键词：原位合成，TiC/7075 复合材料，硬度，摩擦磨损 中图分类号中图分类号中图分类号中图分类号：TG302.3 1.引引引引 言言言言 颗粒增

3、强铝基复合材料以优良的综合力学性能在汽车、高速机械、飞机、航天、运输以及运动器材中得到广泛的应用1-6。TiC/7075 复合材料的抗拉强度、弹性模量等力学性能优异7-8，作为抗磨材料或减摩材料使用时，在航空航天、汽车结构件等领域都具有非常广阔的应用前景。本文主要研究了熔铸-原位合成 TiC/7075 复合材料的耐磨性，以期揭示原位合成 TiC 颗粒含量以及施加载荷、滑动速度等外部摩擦磨损因素对材料耐磨性能的影响。2.试验材料及方法试验材料及方法试验材料及方法试验材料及方法 采用纯度99.5wt%、粒度分别45m，45m 和75m 的工业钛粉，碳粉，铝粉为原位合成材料。按 Ti：C：Al16：

4、4：1 的比例（质量比）称取 Ti、C、Al 粉末，在自制的倾斜式混料机中混合至均匀。室温下单向压制成直径 20mm，高为 30mm 的预制块，压制压力约 50MPa。压块随后放入 101-2 型电热鼓风干燥箱内 200烘干除气 1h。基体选用 7075 铝合金，成分（质量分数）为：Al-5.59%Zn-2.44%Mg-1.62%Cu。在中频感应电炉内熔化 5kg 的 7075 铝合金，过热度约为 200。用石墨钟罩分别将占基体重量 3%、5%、8%的 Ti-C-Al 预制块压入基体熔体中，使其反应生成 3、5、8%TiC/Al 的复合熔体。随后，复合材料熔体经充分搅拌并降温至 730时用六氯

5、乙烷（C2Cl6）精炼除气，最后用金属模浇铸成铸锭。铸锭经机加工后进行热挤压，挤压温度为 410，挤压速度为 5m/min，挤压比为 25:1，最终挤压成20mm 棒材。热处理工艺：固溶温度为 475，保温 1.5h，水淬冷却后采用 120保温 24h 的时效处理制度。球-盘滑动摩擦磨损实验在 UMT 显微力学测试仪（Universal Micro-Tribometres）上进行。盘型样品由3、5、8%TiC/7075复合材料和未加颗粒的7075铝合金制成。样品被加工成20mm _ *本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（20051003650）资助。http:/ -2-5mm 的试样。上

6、试件为直径 3.175mm 的 GCr15 钢球，表面硬度为 HRC6264。试验所加载荷为 10N、20N、30N 和 40N，摩擦磨损过程中球和样品之间的相对滑动速度为 0.1m/s、0.2m/s、0.3m/s，磨损时间为 10min，旋转半径为 5mm。在摩擦磨损试验前用金相砂纸磨光样品表面。磨损试验前后，样品在超声清洗器内用丙酮洗净。采用 Cambridge S250MK2 型扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的磨面和磨屑形貌。材料的磨损情况用试验后试样的磨损量来衡量。磨损量以磨损体积表示，试验后在样品表面上形成一个直径为10mm的圆形磨痕，在显微镜下测量磨痕的宽度。计算方法如下9：

7、()=5.02212442sin2wrwrwrRV （1）式中，V样品的磨损量（体积损失），m3；R磨痕半径，mm；r球的半径，mm；w磨痕的宽度，mm。磨损率以单位时间内的磨损量表示，即磨损率磨损体积(m3)/磨损时间(h)。3.试验结果及讨论试验结果及讨论试验结果及讨论试验结果及讨论 3.1 材料的硬度材料的硬度材料的硬度材料的硬度 7075铝合金及3、5、8%TiC/7075复合材料的硬度如表1所示。从表1中可以明显的看出，与未加颗粒的合金相比，TiC/7075复合材料的硬度随着TiC颗粒含量的增加而增加。这是由于：（1）随TiC颗粒含量的增加，基体晶粒变细（图1）；（2）TiC颗粒阻碍

8、了位错的运动，使位错产生塞积，导致变形抗力增加。表表表表1 试验材料的硬度试验材料的硬度试验材料的硬度试验材料的硬度 Table 1 the hardness of 7075 and TiC/7075 composites 编号 1 2 3 4 材料 硬度 7075 183.5 3%TiC/7075 259 5%TiC/7075 283 8%TiC/7075 315 图2示出的是复合材料的晶粒尺寸随TiC颗粒含量的变化曲线。可见，TiC/7075复合材料的平均晶粒尺寸随着TiC颗粒含量的增加而下降，说明TiC颗粒具有细化晶粒的作用。图图图图 1 7075 铝合金和不同颗粒含量铝合金和不同颗粒含

9、量铝合金和不同颗粒含量铝合金和不同颗粒含量 TiC/7075 复合材料的复合材料的复合材料的复合材料的 SEM 形貌形貌形貌形貌(d)(c)(b)(a)http:/ -3-（a）7075（b）3%TiC/7075（c）5%TiC/7075（d）8%TiC/7075 Fig.1 SEM images of 7075 alloy and TiC/7075 composites with different TiC contents（a）7075（b）3%TiC/7075（c）5%TiC/7075（d）8%TiC/7075 024680102030405060 DiameterDiameterDia

10、meterDiameter(mmmm)TiC Content(wt.%)TiC Content(wt.%)TiC Content(wt.%)TiC Content(wt.%)图图图图 2 熔铸熔铸熔铸熔铸-原位原位原位原位 TiC/7075 复合材料的晶粒尺寸随复合材料的晶粒尺寸随复合材料的晶粒尺寸随复合材料的晶粒尺寸随 TiC 颗粒含量的变化曲线颗粒含量的变化曲线颗粒含量的变化曲线颗粒含量的变化曲线 Fig.2 The grain size of TiC/7075 composites as a function of TiC contents S.P.Ringer等人10分析了增强颗粒对复

11、合材料晶界的钉扎作用，得出平均晶粒尺寸D可表示为：fdKD=1 （2）式中K为颗粒的影响系数，d为颗粒尺寸，f为颗粒的体积分数。可见，TiC颗粒的尺寸d愈小、颗粒的体积分数f愈大，最终得到的基体晶粒尺寸愈小。2.2 材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能材料在干摩擦条件下的摩擦磨损性能 2.2.1 颗粒含量对颗粒含量对颗粒含量对颗粒含量对TiC/7075复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响 图3为7075铝合金及不同颗粒含量的TiC/7075复合材料在恒定的载荷(20N

12、)、摩擦时间(10min)及滑动速度(0.3m/s)下的磨痕形貌图。从图中可以看出，与基体合金相比，TiC/7075复合材料具有较小的磨痕宽度，且磨痕宽度随着TiC含量的增加而减小。不同颗粒含量的样品在相同条件下的磨痕宽度以及利用公式（1）计算出的磨损体积等数据见表2所示。图图图图 3 7075 铝合金铝合金铝合金铝合金和不同颗粒含量的和不同颗粒含量的和不同颗粒含量的和不同颗粒含量的 TiC/7075 复合材料复合材料复合材料复合材料磨痕的磨痕的磨痕的磨痕的 SEM 形貌形貌形貌形貌 (c)(a)(d)(b)http:/ -4-（a）7075（b）3%TiC/7075（c）5%TiC/7075

13、（d）8%TiC/7075 Fig.3 Grinding crack SEM images of 7075 alloy and TiC/7075 composites with different TiC contents（a）7075（b）3%TiC/7075（c）5%TiC/7075（d）8%TiC/7075 表表表表 2 7075 铝合金和不同颗粒含量的铝合金和不同颗粒含量的铝合金和不同颗粒含量的铝合金和不同颗粒含量的 TiC/7075 复合材料的磨损数据复合材料的磨损数据复合材料的磨损数据复合材料的磨损数据 Table 2 Wear data of 7075 alloy and TiC

14、/7075 composites with different TiC contents 材料 磨损体积V(10-6m3)磨损率 7075 3%TiC/7075 5%TiC/7075 8%TiC/7075 4.775 2.20 1.923 1.43 28.65 13.20 11.54 8.58 图4（a）和（b）给出了7075铝合金及TiC/7075复合材料在恒定的施加载荷(20N)、磨损时间(10min)及滑动速度(0.3m/s)下体积磨损量和体积磨损率随着TiC颗粒含量的变化曲线。从图中可以明显的看出，复合材料的体积磨损量和磨损率均随着TiC颗粒含量的增加而降低。复合材料硬度的变化造成了其

15、磨损率的变化。根据经典的Archard磨损理论，材料的磨损率与其硬度成反比。所以,本研究中随着TiC颗粒含量的增加，复合材料的硬度升高,其体积磨损率逐渐降低。8%TiC/7075复合材料与7075铝合金相比，其磨损体积量减少了70%，前者硬度比后者提高了72%。分析认为，一方面基体随着TiC颗粒含量的增加，材料的硬度明显提高（表1）。另一方面原位生成的TiC颗粒减少了摩擦表面上基体合金被粘着区域的面积，而且还可以承载大部分的载荷。所以TiC颗粒强化基体和阻碍材料塑性变形的能力在一定范围内随着颗粒含量的增加而增加。0246801020304050Volume wear rateVolume we

16、ar rateVolume wear rateVolume wear rateTiC Content(wt.%)TiC Content(wt.%)TiC Content(wt.%)TiC Content(wt.%)图图图图4 7075 铝合金和铝合金和铝合金和铝合金和TiC/7075复合材料的体积磨损率随复合材料的体积磨损率随复合材料的体积磨损率随复合材料的体积磨损率随TiC颗粒含量颗粒含量颗粒含量颗粒含量的变化曲线的变化曲线的变化曲线的变化曲线 Fig.4 The volume wear rate of TiC/7075 composites as a function of TiC con

17、tents 2.2.2 载荷对载荷对载荷对载荷对 TiC/7075 复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响 图 5 为 7075 铝合金及 8%TiC/7075 复合材料的磨损率在恒定的滑动速度(0.2m/s)、摩擦时间(10min)的情况下随着施加载荷变化的关系曲线。从图 5 可以看出，无论是 7075 铝合金还是 TiC/7075 复合材料的体积磨损量和体积磨损率均随着施加载荷的增加而增加。图中显示，从 10N 到 40N 的施加载荷，7075 铝合金体积磨损的增加量要小于复合材料体积磨损的增加量。通过比较还可以看出，在 1

18、0N 的低载荷下，TiC/7075 复合材料的磨损率低于 7075铝合金，而在 40N 的高载荷下，TiC/7075 复合材料的磨损率却高于 7075 铝合金。这是因为，随着载荷的增加，材料的温度有所升高，导致材料软化，所以体积磨损量增加；而且随着载荷的增加，能够使摩擦表面金属的塑性流动和转移增加，试样和对磨件真实接触面积和接触的微凸体数增加，使得粘着磨损增加。同时 TiC 颗粒在较高的载荷下可能破碎。这些破碎的http:/ -5-TiC 颗粒失去了支撑载荷的能力，增强了磨损粒子的磨损作用。由于材料的表层和亚表层的塑性变形增大，表面损伤增加，最终导致了材料磨损率的增加。与此同时，在铝基体近磨面

19、的区域产生了很大的应力，导致表面下裂纹源的产生。在滑动磨损过程中，这些裂纹扩展并连接在一起形成了裂纹。破碎的 TiC 颗粒加速了这种表面下的破坏过程。101520253035401.01.21.41.61.82.0 7075 8wt%TiC/7075 Volume loss VVolume loss VVolume loss VVolume loss V(10101010-6-6-6-6m m m m3 3 3 3)Load(N)Load(N)Load(N)Load(N)图图图图5 7075 铝合金和铝合金和铝合金和铝合金和8%TiC/7075复合材料磨损量随载荷的变化曲线复合材料磨损量随载荷

20、的变化曲线复合材料磨损量随载荷的变化曲线复合材料磨损量随载荷的变化曲线 Fig.5 The volume loss of 7075 alloy and 8%TiC/7075 composites as a function of loads 2.2.3 滑动速度对滑动速度对滑动速度对滑动速度对 TiC/7075 复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响复合材料摩擦磨损性能的影响 图 6 是 7075 铝合金及 8%的 TiC/7075 复合材料在恒定的载荷(20N)、摩擦时间(10min)及不同的滑动速度的情况下的磨痕形貌图。从图中可以看出，同种材料在较低

21、的滑动速度下复合材料具有较小的磨痕宽度，且磨痕宽度随着滑动速度的增加而增大。在滑动速度相同的情况下，7075 铝合金的磨痕宽度明显宽于 8%TiC/7075 复合材料的磨痕宽度，说明 TiC 颗粒的形成对基体的耐磨性有很大的改善作用。磨痕宽度的测量值和体积磨损量、体积磨损率的计算值如表 3 所示。图图图图 6 7075 铝合金和铝合金和铝合金和铝合金和 8%TiC/7075 复合材料复合材料复合材料复合材料在不同滑动速度下在不同滑动速度下在不同滑动速度下在不同滑动速度下磨痕的磨痕的磨痕的磨痕的 SEM 形貌形貌形貌形貌 （a）7075-0.1m/s（b）7075-0.3m/s（c）8%TiC/

22、7075-0.1m/s（d）8%TiC/7075-0.3m/s Fig.6 Grinding crack SEM images of 7075 alloy and 8%TiC/7075 composites at different sliding speeds（a）7075-0.1m/s（b）7075-0.3m/s（c）8%TiC/7075-0.1m/s（d）8%TiC/7075-0.3m/s (a)(c)(d)(b)http:/ -6-表表表表 3 7075 铝合金和铝合金和铝合金和铝合金和 8%TiC/7075 复合材料在不同滑动速度下的磨损数据复合材料在不同滑动速度下的磨损数据复合材料

23、在不同滑动速度下的磨损数据复合材料在不同滑动速度下的磨损数据 Table 3 Wear data of 7075 alloy and 8%TiC/7075 composites with different sliding speeds 材料 滑动速度 磨损体积V(10-6m3)磨损率 7075 0.1m/s 0.2m/s 0.3m/s 2.12 2.40 4.775 12.71 14.42 28.65 8%TiC/7075 0.1m/s 0.2m/s 0.3m/s 1.43 1.62 1.81 8.58 9.70 10.84 图7为7075铝合金及8%TiC/7075复合材料的体积磨损量和体

24、积磨损率随着滑动速度变化的关系曲线。从图中可以看出，随着滑动速度的提高，7075铝合金和8%TiC/7075复合材料的体积磨损量和体积磨损率随着滑动速度的提高而增大，且7075铝合金的体积磨损量和体积磨损率较之复合材料增加量较大。这是因为，随着滑动速度的提高，摩擦热增加，基体材料变软，摩擦热的增加能够引起摩擦表面的温度升高，进而形成一层氧化膜。随着摩擦的进行，氧化膜在滑动摩擦过程中破裂、脱落，使粘着磨损和磨粒磨损的程度增加。这导致了材料的磨损体积和磨损率随着滑动速度的提高均有所增长。7075铝合金的体积磨损增长率明显高于TiC/7075复合材料，其原因在于在摩擦磨损过程中，TiC颗粒起到了支撑

25、载荷、保护基体、延缓氧化膜形成和降低氧化磨损及粘着磨损的结果。0.100.150.200.250.300510152025303540 7075 8wt%TiC/7075 Volume wear rateVolume wear rateVolume wear rateVolume wear ratesliding speed(m/s)sliding speed(m/s)sliding speed(m/s)sliding speed(m/s)图图图图7 7075 铝合金和铝合金和铝合金和铝合金和8%TiC/7075复合材料体积磨损率随滑动速度的变化曲线复合材料体积磨损率随滑动速度的变化曲线复合材

26、料体积磨损率随滑动速度的变化曲线复合材料体积磨损率随滑动速度的变化曲线 Fig.7 Relationship plot between TiC content and volume wear rate of TiC/7075 composites at different sliding speeds 2.2.4 磨面及磨屑形貌磨面及磨屑形貌磨面及磨屑形貌磨面及磨屑形貌 图 8 为摩擦时间 10min、滑动速度为 0.1m/s 和 0.3m/s、施加载荷 10N 和 40N 载荷下 7075铝合金及 8%TiC/7075 复合材料的 SEM 磨面形貌。可见，在滑动速度相同的情况下，10N低载荷

27、下，7075 铝合金的磨面的磨痕较宽、较深，呈连续状磨痕（图 8a），而 8%TiC/7075复合材料的磨面较为平滑，如图 8（c）所示。在 10N 载荷下 TiC/7075 复合材料的耐磨性高于 7075 铝合金，表明 TiC 颗粒具有良好的减摩作用。在 40N 的高载荷下，8%TiC/7075 复合材料的表面粗糙，层状组织明显，划痕清晰可见，在划痕壁上存在细小的裂纹（图 8d），7075 铝合金的磨面较 8%TiC/7075 复合材料更为平滑，如图 4（b）所示，这表明磨损的过程主要是以塑性变形的方式进行的。7075 铝合金由于硬度较低且塑性较高，当载荷较小、滑动速度较低时，在摩擦过程中样

28、品表面能够沿摩擦方向发生一定的塑性变形；当载荷较大，滑动速度较高时，容易出现粘着磨损的现象，所以磨屑以层片状为主，摩擦表面不断的受到磨屑的犁削、剪切和压入的作http:/ -7-用，导致磨面亚表层下一定深处产生显微裂纹，随着摩擦过程的反复进行，微裂纹不断萌生、长大和连接，当裂纹扩展到表面时，就形成了新的磨屑和表明金属的脱落，其磨损机制主要以粘着磨损为主。S.C.Tjong 等11认为在颗粒增强金属基复合材料摩擦磨损的初期，软的基体材料首先从摩擦表面被切削，形成碎屑。随着摩擦过程的进行，增强颗粒显露在磨损表面位置，承担摩擦过程中的剪切应力。本研究中，由于 TiC 颗粒硬度较高，并且和基体具有较强

29、的结合力，因此不易破碎和从基体中剥落下来，从而可以减少复合材料的磨损程度。观察试样的表面发现，其表层发黑，这可能是由于摩擦升温使基体合金表面发生氧化，也可能是由于摩擦的热效应使接触面达到了较高的温度，塑性变形过程加速了氧向基体金属内部的扩展，从而形成氧化膜。氧化膜在摩擦过程中可以起到润滑的作用，只有当凸起的 TiC 颗粒被磨掉后，磨损才会向纵深方向发展。由于形成的氧化膜强度低，在摩擦过程中氧化膜易剥落，裸露出了新的表面，又发生了新的氧化，如此反复导致材料表面逐渐被磨损，这是典型的氧化磨损的过程。在载荷相同的情况下，0.1m/s 的滑动速度较之 0.3m/s 的滑动速度，7075 铝合金和8%T

30、iC/7075复合材料的磨面更平滑，犁沟的深度更浅，如图8（e）、（f）所示。对于8%TiC/7075复合材料来说，在较低的滑动速度下，磨损表面有细小连续的划痕，只在连续的平坦区域中间存在隆起的粗糙区域，如图 8（f）所示，而在较高的滑动速度下，表面粗糙度增加，层状组织明显，如图 8（d）所示。在磨损基体的过程中，在磨面的表层和次表层不可避免的会产生较多的微裂纹，随着滑动速度的提高，在摩擦过程中塑性较高的合金基体很快被磨损，TiC 颗粒随之很快的凸显在试样的表面上，起到承载大部分载荷的作用。滑动速度的提高，使得裂纹迅速扩展和合并，延伸到 TiC 颗粒与基体界面的时候就会导致颗粒脱落，进而随着摩

31、擦的进行，没有颗粒支撑的基体再次被磨损，因此滑动速度越高，此过程进行和重复的频率越快，材料磨损的就越严重。(c)(a)(b)(d)http:/ -8-图图图图 8 7075 铝合金铝合金铝合金铝合金和和和和 8%TiC/7075 复合材料复合材料复合材料复合材料不同工况条件下不同工况条件下不同工况条件下不同工况条件下磨损面的磨损面的磨损面的磨损面的 SEM 形貌形貌形貌形貌 （a）7075 alloy-10N、0.3m/s（b）7075-40N、0.3m/s（c）8%TiC/7075-10N、0.3m/s（d）8%TiC/7075-40N、0.3m/s（e）7075 alloy-10N、0.1

32、m/s（f）8%TiC/7075-40N、0.1m/s Fig.8(a)SEM morphologies of 7075 Al and 8%TiC/7075 composites worn surfaces at different conditons（a）7075 alloy-10N、0.3m/s（b）7075-40N、0.3m/s（c）8%TiC/7075-10N、0.3m/s（d）8%TiC/7075-40N、0.3m/s（e）7075 alloy-10N、0.1m/s（f）8%TiC/7075-40N、0.1m/s 图 9 为在摩擦时间 10min、滑动速度 0.2m/s、施加载荷为

33、30N 下产生的磨屑的 SEM 照片。磨屑呈大块的不规则的片状，许多片状磨屑表面还可见一些塑性变形产生的流线，这是塑性变形的结果。磨损过程中，圆整的 TiC 颗粒遭到严重的破坏和变形，一部分破碎的 TiC颗粒尖锐的棱角加剧了对铝基体的切削。另一部分尖锐的 TiC 颗粒在相对大的载荷下，甚至会在磨面上犁出沟槽，使两侧金属基体发生塑性变形并堆积起来。在随后的摩擦过程中，这些被堆积的部分又被压平，如此反复的塑性变形导致了裂纹的形成并引起材料的最终剥落，如图 9（b）、（c）所示，这大大降低了复合材料的耐磨性。由此可见外加载荷对颗粒增强金属基复合材料的耐磨性有很大的影响。图图图图 9 8%TiC/70

34、75 复合材料复合材料复合材料复合材料磨屑的磨屑的磨屑的磨屑的 SEM 形貌形貌形貌形貌 Fig.9 SEM micrographs showing wear debris of 8TiC/7075 composite 3 结论结论结论结论（1）熔铸-原位合成 TiC/7075 复合材料在摩擦时间、施加载荷和滑动速度相同的条件下，体积磨损量和体积磨损率随着 TiC 颗粒含量的增加而减少。8%TiC/7075 复合材料与未增强的 7075 铝合金相比，其磨损体积量减少了 70%。（2）7075 铝合金和 8%TiC/7075TiC/7075 复合材料在摩擦时间和滑动速度相同的条件下，体积磨损量和

35、体积磨损率随着施加载荷的增加而增大。在 10N 低载荷下，8%TiC/7075 复合材料的耐磨性高于7075铝合金；而在40N高载荷下，TiC/7075复合材料的耐磨性却低于7075铝合金。表明外加载荷对颗粒增强金属基复合材料的耐磨性有很大的影响。（3）7075 铝合金和 8%TiC/7075 复合材料在摩擦时间和施加载荷相同的条件下，体积磨损量和体积磨损率随着滑动速度的增加而增大，其耐磨性均呈下降的趋势。在滑动速度相同的情况下，7075 铝合金的磨痕宽度明显宽于 8%TiC/7075 复合材料的磨痕宽度，说明 TiC 颗粒(b)(c)(a)(f)(e)http:/ -9-的形成对基体的耐磨性

36、有很大的改善作用。参考文献参考文献参考文献参考文献 1 Jr.Harrigan,C.WilliamCommercial processing of metal matrix compositesJMaterials Science and Engineering,1998，A244：75-79 2 Y.B.Liu,S.C.Lim,L.Lu,et alRecent development in the fabrication of metal matrix-particulate composites using powder metallurgy techniquesJJournal of M

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38、etting wear crack nucleation in 7075-T6 aluminum alloy using fretting mapsJ Wear，2005，259：271-276 6 赵敏，姜龙涛挤压铸造 TiB2p/Al 复合材料的组织与性能J稀有金属材料与工程，2007，36（3）：541-545 7 杨滨，王锋，段先进，等熔铸-原位反应喷射成形 7075/TiC 复合材料的拉伸性能J金属学报，2001，37（3）：311-314 8 Y.Bin,W.Feng,ZH.Jishan,et al.Microstructural characterization of in si

39、tu TiC/Al and TiC/Al20Si5Fe3Cu1Mg composites prepared by spray depositionJActa Materialia，2003，51：4977-4989 9 Z.N.Farhat，Y.Ding，D.O.Northwood,et alEffect of grain size on friction and wear of nanocrystalline aluminumJMat Sci Eng，1996，A206：302-313 10 S.P.Ringer,W.B.Li,K.E.EasterlingOn the interaction

40、 and pinning of grain boundaries by cubic shaped precipitate particlesJActa metal，1989，37(3)：831-841 11 S.C.Tjong,K.C.LauProperties and abrasive wear of TiB2/Al-4%Cu composites produced by hot isostatic pressingJComposites Science and Technology，1999，59：2005-2013 The wear properties of TiC/7075 comp

41、osite prepared by melt in-situ synthesis Sun Miao1,Yang Bin1,2,Xu Cunguan1,Cui Xiangzhong1,Wang Feng3 1 State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing(100083)2 International Centre for Materials Physics,Chinese Academy of Sciences,Shenyang

42、(110016)3 State Key Laboratory for Fabrication and Processing of Non-Ferrous Metals,Beijing General Research Institute for Non-ferrous Metals,Beijing(100088)Abstract:The 3-8%TiC/7075 composites are synthesized by melt in-suit reaction method and the wear properties of the composites were studied.The

43、 experimental results have showed that the TiC particulates could effectively strengthen the matrix and improve its hardness and wear resistance.The wear resistance of composites increases with the increase of TiC particulates content.The wear resistance of 8%TiC/7075 composite is better than that o

44、f 7075 aluminum alloy under low loading(10N).On the contrast,the wear resistance of 8%TiC/7075 composite is lower than that of 7075 aluminum alloy under high loading(40N).The experimental results have shown that external load has an important effect on the wear resistance of the materials.With the i

45、ncrease of sliding speed,the wear resistances of both 8%TiC/7075 composite and 7075 aluminum alloy decreased at a certain load,http:/ -10-while the wear resistance of 8%TiC/7075 composite is better than that of 7075 aluminum alloy in this case.Keywords:In-situ synthesis,TiC/7075 composite,hardness,wear 作者简介作者简介作者简介作者简介：孙淼孙淼孙淼孙淼，女女女女，1980 年生年生年生年生，博士生博士生博士生博士生；杨滨杨滨杨滨杨滨，男男男男，1960 年生年生年生年生，博士博士博士博士，教授教授教授教授，博士生导师博士生导师博士生导师博士生导师，电话电话电话电话：01062333351 http:/