29、铝合金复合材料的机械与磨损性能研究

铝合金复合材料的机械与磨损性能研究

在材料科学领域，铝合金复合材料因其独特的性能受到广泛关注。本文将深入探讨铝合金复合材料的硬度、拉伸性能和磨损性能，为相关领域的研究和应用提供有价值的参考。

1. 硬度性能

在铝合金复合材料中，硬度是一项重要的性能指标。以 AA7075 - TiC 复合材料为例，研究人员使用平均尺寸为 2 µm 的 TiC 颗粒作为增强体，通过搅拌铸造法制备复合材料。结果发现，制备的复合材料硬度高于基体相，且在 TiC 含量达到 8 wt% 之前，硬度持续增加。具体而言，铸造状态下硬度值从 98.4 变化到 118.6 VHN，热处理状态下从 181 变化到 202.1 VHN。当 TiC 含量为 8 wt% 时，TiC 颗粒在基体中均匀分散；而当含量达到 10 wt% 时，出现团聚现象，团聚导致孔隙形成，使得 10 wt% TiC 复合材料的硬度没有显著增加。

此外，还有研究观察了复合材料横截面 1 mm 以下的硬度，以及 FSP 和 TIG 电弧处理的复合材料沿深度方向的硬度。结果表明，TIG 电弧处理的试样由于金属间相的形成，硬度有所增加。

2. 拉伸性能

拉伸性能是衡量材料力学性能的关键指标之一。许多研究表明，随着增强体含量的增加，铝合金复合材料的拉伸强度通常会提高。
- B4C 增强体 ：Ravi 等人发现，随着 B4C 百分比的增加，由于基体与增强体之间更好的界面结合以及载荷从基体向增强体的转移，拉伸强度也随之增加。Alizadeh 等人也证实，细晶粒（纳米结构）Al 比粗晶粒 Al 具有更高的屈服强度和更低的延展性，并且随着 B4C 含量的增加，复合材料的极