第7期 郭振文等：316L不锈钢/YPSZ复合材料摩擦磨损特性 .745. 成磨损的加剧.小颗粒316L颗粒镶嵌入YPSZ基 of HIP iron-based composites.Compos Sci Technol,1996,56; 体中的深度较小，在对偶环表面微凸体的犁削作用 1329 [4]Gerald PJO,Jayashree L,Hani H.Fundamentals of dry powder 下较易发生犁削剥落，其形成的凹坑较浅、较小，因 blending for metal matrix composites.Int J Powder Metall, 此YPSZ基体裂纹扩展形成的剥层较薄、较小.此 1993,29(4):353 外，不规则棒状的316L颗粒相对于球形316L颗粒 [5]Xiao Z Y,Li YY,Xia W,et al.Study of wear resistance of 不容易发生犁削剥落也对降低磨损量有一定影响， SiC/steel powder metallurgy composite materials.Mater Mech 随着316L颗粒粒度的增大，其镶嵌入YPSZ基体 Eng,1998,22(3):17 (肖志瑜，李元元，夏伟，等.SC/钢基复合材料摩擦磨损特性 的深度增加，磨损剥落后形成的凹坑较深、较大，裂 研究.机械工程材料，1998,22(3)：17) 纹形核的位置较深，因而磨损剥层较厚、较大，从而 [6]Atik M.Mesaddeq S H.Aegerter M A.Mechanical properties of 导致复合材料磨损的加剧 zirconia coated 316L austenitic stainless steel.Mater Sci Lett. 1996,15,1868 3结论 [7]Zhou Y.Ceramic Materials.2nd ed.Beijing:Science Press, (1)在本文研究条件下，随着316L不锈钢体积 2004 (周玉·陶瓷材料学，2版.北京：科学出版社，2004) 分数的增多、316L不锈钢颗粒尺寸的增大或对偶环 [8]Zhang W Q.Xie J X.Yang Z G.et al.Microstructure and proper- 转速的提高，复合材料的耐磨性下降 ties of composite of stainless steel and partially stabilized zirconia (2)除个别情形外，复合材料的耐磨性能优于 Trans Nonferrous Met Soc China.2003,13(1):140 T10钢(HRC45);当不锈钢体积分数为30%、颗粒 [9]Zhang W Q.Xie JX.Wang C Z.Properties of 316L/PSZ com 尺寸为10.8m时，复合材料的耐磨性能达到T10 posites fabricated by means of extrusion forming and gas pressure 钢的3.03.2倍. sintering.Mater Sci Eng A.2004.382:387 [10]Xie J X.Zhang W Q.Liu X F.et al.A Fabrication Method (3)所制备316L不锈钢/YPSZ复合材料的 for New Wear-resistant and Corrosion-resistant Metal-ceramics 磨损机理主要为316L不锈钢颗粒剥落和YPSZ Composites:China,ZL200510086398.6.2005-09-12 基体层片剥落 (谢建新，张文泉，刘雪峰，等。一种耐磨耐蚀材料的制备方 法：中国，ZL200510086398.6.2005-09-12) 参考文献 [11]Xie JX,Guo Z W,Zhang W Q,et al.Fabrication and proper- ties of 316L stainless steel/Y-PSZ composites.J Univ Sci [1]Zhang J.Pan F S,Chen WZ.Development and present status of ferro-matrix composite.Mater Rev,1995,9(1):67 Technol Beijing.2007,29(5):494 (谢建新，郭振文，张文泉，等.316L不锈钢/YPSZ复合材料 (张静，潘复生，陈万志·铁基复合材料的现状与发展.材料导 的制备与性能.北京科技大学学报，2007,29(5)：494) 报，1995,9(1)：67) [2]Wu R J.The present condition and prospects on metal matrix [12]Liu H W,Xue Q J.Lin L.Friction and wear behavior of 3Y- composites.Acta Metall Sin.1997.33(1):64 TZP ceramics and their mechanisms.Tribology.1996,16(1): 6 (吴人洁，金属基复合材料的现状与展望.金属学报，1997,33 (刘惠文，薛群基，林立·氧化钴陶瓷的摩擦磨损行为与机理 (1):64) [3]Pagounis E.Talvitie M.Lindroos V K.Influence of the metal/ 摩擦学学报，1996,16(1).6) ceramic interface on the microst ructure and mechanical properties成磨损的加剧．小颗粒316L 颗粒镶嵌入 Y－PSZ 基 体中的深度较小‚在对偶环表面微凸体的犁削作用 下较易发生犁削剥落‚其形成的凹坑较浅、较小‚因 此 Y－PSZ 基体裂纹扩展形成的剥层较薄、较小．此 外‚不规则棒状的316L 颗粒相对于球形316L 颗粒 不容易发生犁削剥落也对降低磨损量有一定影响． 随着316L 颗粒粒度的增大‚其镶嵌入 Y－PSZ 基体 的深度增加‚磨损剥落后形成的凹坑较深、较大‚裂 纹形核的位置较深‚因而磨损剥层较厚、较大‚从而 导致复合材料磨损的加剧． 3 结论 （1） 在本文研究条件下‚随着316L 不锈钢体积 分数的增多、316L 不锈钢颗粒尺寸的增大或对偶环 转速的提高‚复合材料的耐磨性下降． （2） 除个别情形外‚复合材料的耐磨性能优于 T10钢（HRC45）；当不锈钢体积分数为30％、颗粒 尺寸为10∙8μm 时‚复合材料的耐磨性能达到 T10 钢的3∙0～3∙2倍． （3） 所制备316L 不锈钢／Y－PSZ 复合材料的 磨损机理主要为316L 不锈钢颗粒剥落和 Y－PSZ 基体层片剥落． 参 考 文 献 ［1］ Zhang J‚Pan F S‚Chen W Z．Development and present status of ferro-matrix composite．Mater Rev‚1995‚9（1）：67 （张静‚潘复生‚陈万志．铁基复合材料的现状与发展．材料导 报‚1995‚9（1）：67） ［2］ Wu R J．The present condition and prospects on metal matrix composites．Acta Metall Sin‚1997‚33（1）：64 （吴人洁．金属基复合材料的现状与展望．金属学报‚1997‚33 （1）：64） ［3］ Pagounis E‚Talvitie M‚Lindroos V K．Influence of the metal／ ceramic interface on the microstructure and mechanical properties of HIP iron-based composites．Compos Sci Technol‚1996‚56： 1329 ［4］ Gerald P J O‚Jayashree L‚Hani H．Fundamentals of dry powder blending for metal matrix composites． Int J Pow der Metall‚ 1993‚29（4）：353 ［5］ Xiao Z Y‚Li Y Y‚Xia W‚et al．Study of wear resistance of SiC／steel powder metallurgy composite materials． Mater Mech Eng‚1998‚22（3）：17 （肖志瑜‚李元元‚夏伟‚等．SiC／钢基复合材料摩擦磨损特性 研究．机械工程材料‚1998‚22（3）：17） ［6］ Atik M‚Mesaddeq S H‚Aegerter M A．Mechanical properties of zirconia-coated316L austenitic stainless steel．J Mater Sci Lett‚ 1996‚15：1868 ［7］ Zhou Y．Ceramic Materials．2nd ed．Beijing：Science Press‚ 2004 （周玉．陶瓷材料学．2版．北京：科学出版社‚2004） ［8］ Zhang W Q‚Xie J X‚Yang Z G‚et al．Microstructure and proper￾ties of composite of stainless steel and partially stabilized zirconia． T rans Nonferrous Met Soc China‚2003‚13（1）：140 ［9］ Zhang W Q‚Xie J X‚Wang C Z．Properties of 316L／PSZ com￾posites fabricated by means of extrusion forming and gas-pressure sintering．Mater Sci Eng A‚2004‚382：387 ［10］ Xie J X‚Zhang W Q‚Liu X F‚et al．A Fabrication Method for New Wear-resistant and Corrosion-resistant Metal-ceramics Composites：China‚ZL 200510086398．6．2005－09－12 （谢建新‚张文泉‚刘雪峰‚等．一种耐磨耐蚀材料的制备方 法：中国‚ZL 200510086398．6．2005－09－12） ［11］ Xie J X‚Guo Z W‚Zhang W Q‚et al．Fabrication and proper￾ties of 316L stainless steel／Y－PSZ composites． J Univ Sci Technol Beijing‚2007‚29（5）：494 （谢建新‚郭振文‚张文泉‚等．316L 不锈钢／Y－PSZ 复合材料 的制备与性能．北京科技大学学报‚2007‚29（5）：494） ［12］ Liu H W‚Xue Q J‚Lin L．Friction and wear behavior of 3Y－ TZP ceramics and their mechanisms．T ribology‚1996‚16（1）： 6 （刘惠文‚薛群基‚林立．氧化锆陶瓷的摩擦磨损行为与机理． 摩擦学学报‚1996‚16（1）：6） 第7期 郭振文等：316L 不锈钢／Y－PSZ 复合材料摩擦磨损特性 ·745·