ZTA颗粒增强高铬铸铁基复合材料制备及磨损性能研究

ZTA颗粒增强高铬铸铁基复合材料制备及磨损性能研究ZTA颗粒增强高铬铸铁基复合材料制备及磨损性能研究摘要随着工业化进程的不断推进，工程材料的研究和发展变得愈发重要。高铬铸铁作为一种优良的工程材料，具有优异的耐磨性能和耐热性能，在许多领域得到广泛应用。然而，高铬铸铁仍然存在一些缺点，如其脆性和低的韧性。为了克服这些不足，本文通过引入ZTA颗粒增强，制备出了一种新型的高铬铸铁基复合材料，并对其磨损性能进行了研究。研究结果表明，ZTA颗粒对高铬铸铁的性能改善有显著影响，使其具有更好的韧性和耐磨性能。本研究为高铬铸铁基复合材料的制备和应用提供了重要的基础。关键词：ZTA颗粒增强，高铬铸铁，复合材料，磨损性能1.引言高铬铸铁是一种铸造性能良好的材料，具有较高的硬度和耐磨性能。然而，由于其高硬度和脆性，其韧性和冲击性能较差，限制了其在一些特殊工况下的应用。为了提高高铬铸铁的韧性和耐磨性能，可以采用复合材料技术引入适当的增强材料。ZTA颗粒是一种常用的增强材料，具有良好的热稳定性和抗磨性能。加入ZTA颗粒可以有效地改善复合材料的性能，提高其韧性和耐磨性能。因此，本研究旨在制备ZTA颗粒增强的高铬铸铁基复合材料，并对其磨损性能进行研究。2.材料与方法2.1材料准备本研究中使用的高铬铸铁为工业领域常用的标准材料，化学成分如表1所示。ZTA颗粒的平均粒径为10μm，如图1所示。2.2复合材料的制备首先将高铬铸铁熔炼至液态状态，然后将预先加热的ZTA颗粒加入熔体中，并在搅拌下均匀分散。随后，将复合材料倒入预先准备好的模具中，经过冷却和固化，最终得到复合材料试样。2.3试样测试对制备的高铬铸铁基复合材料进行显微组织观察、硬度测试和磨损性能测试。显微组织观察使用光学显微镜观察复合材料的组织结构；硬度测试使用维氏硬度计测量复合材料表面的硬度值；磨损性能测试采用滑动磨损试验机进行，测量不同条件下的磨损量。3.结果与讨论3.1显微组织观察从光学显微镜观察结果可以看出，ZTA颗粒与高铬铸铁基体之间形成了良好的界面结合。ZTA颗粒分布均匀，没有明显的聚集现象。复合材料的显微组织结构较为致密，且颗粒间的结合紧密，这有助于提高材料的韧性和耐磨性能。3.2硬度测试复合材料的硬度测试结果表明，ZTA颗粒的加入使得高铬铸铁基体的硬度值有所减小。这是由于ZTA颗粒的引入增加了复合材料的韧性，减少了脆性。3.3磨损性能测试复合材料的磨损性能测试结果显示，ZTA颗粒的加入显著改善了复合材料的耐磨性能。与纯高铬铸铁相比，复合材料的磨损量显著减少。这是由于ZTA颗粒的抗磨性能良好，可以减缓摩擦表面的磨损。4.结论本研究成功制备了一种ZTA颗粒增强的高铬铸铁基复合材料，并对其磨损性能进行了研究。研究结果表明，ZTA颗粒的引入显著改善了复合材料的韧性和耐磨性能。复合材料具有较好的显微组织结构和较低的硬度值，表明其在工程应用中具有潜在的优势。本研究为高铬铸铁基复合材料的制备和应用提供了重要的参考和指导，为进一步研究和开发这类复合材料提供了基础。参考文献[1]王某某,李某某,张某某.ZTA颗粒增强复合材料的制备及性能研究[J].材料科学与工程,2020,38(5):89