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热处理对ZTA陶瓷增强高铬铸铁基复合材料性能的影响及磨损机制

ZTA/HCCI构型复合材料;热处理;三体摩擦磨损;实际工况;磨损机制

耐磨材料尤其是铁基耐磨材料在重工业生产中有着十分广泛的应用,尤其是氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷(ZTA)/高铬铸铁(HCCI)构型耐磨复合材料成为在重磨损领域应用的主流耐磨材料。通过控制陶瓷在金属基体中的分布情况以及与金属基体的结合情况,获得具备了金属本身优良可塑性、韧性，同时具备了陶瓷的高强度、高硬度、耐腐蚀性等特性的复合材料。而ZTA空间构型复合材料是将高硬度的陶瓷与金属复合，陶瓷起到钉扎作用发挥“阴影效应”,金属基体起承载作用。对ZTA/HCCI构型复合材料进行热处理,并通过三体摩擦磨损测试研究其对耐磨性的影响,同时对复合材料在实际工况的磨损行为进行了研究。在进行三体摩擦磨损测试后,与热处理后的高铬铸铁相比,淬火和回火的ZTA/HCCI复合材料的质量损失率分别降低了53%和55%,表明材料的整体耐磨性得到了提高。在热处理后ZTA/HCCI构型复合材料中,ZTA陶瓷在HCCI马氏体基体上钉扎,起到了“阴影效应”,增强了材料的整体耐磨性。而在实际工况下的多环境长时间磨损后,复合材料的磨损特征表现为多种特征的混合叠加,磨损机制表现为多种阶段的混合特征。