.974. 工程科学学报，第40卷，第8期 (a) ☐线总谱图 质量分数% 100 Fe52.2 015.1 Fe A114.4 10.0 4.9 Fe Cr 2.5 线数据1 0 0.5 0.4 Z 250m 0 0 10 能量keV 所有元素 一0Kal Zr Kal 30000 Al Ka.l Gr Kal Fe Kal Si Kal C Kal 2 Ca Ka.l 2000 000 80 210 240 270 300 330 360 390 距离m 图8复合抗磨件界面形貌及线扫描分析.(a)界面形貌：(b)能谱分析：()线扫描结果 Fig.8 Interface morphology and line scan analysis of composites:(a)interface morphology;(b)EDS analysis;(c)result of line scan 表3复合材料硬度和冲击韧性的测试结果 Table 3 Test results of composites hardness and impact toughness 材料 宏观硬度，HRC 显微硬度，HV 冲击韧性/(J·cm2) KmTBCr26 48.8 754.7 9.43 ZTA/KmTBCr26 1684.8/774.4 4.8 料冲击韧性的因素之一，文献[20]、[21]都发现当 以进一步看到陶瓷-金属界面清晰，没有物质的转 颗粒体积分数增加时，会显著造成复合材料韧性的 移与扩散，陶瓷颗粒与金属基体为微机械结合.图9 下降，本研究中复合材料的颗粒体积分数较高，因此 (b)中1和2两个位置的能谱分析结果如图(c)、 其冲击韧性要比未加入颗粒时小很多.图9为复合 (d)所示，可以看出区域1为ZTA陶瓷颗粒，所含主 抗磨件在低倍和高倍下的冲击断口形貌，从图9(a) 要元素为Al、0、Zr,区域2为高铬铸铁基体，主要元 中可以看出，断口几乎都是沿陶瓷颗粒内部断裂，并 素为Fe、Cr. 没有出现陶瓷颗粒整体脱落或者拔出的现象，说明 2.3复合材料的摩擦磨损性能 陶瓷颗粒与基体具有比较高的结合强度.从图9 在干摩擦磨损试验条件下，单一KmTBCr226和 (b)中可以看出金属基体断口凹凸不平，有明显的 ZTA/KmTBC26复合材料的磨损结果如图10所示. 韧窝存在，说明其断裂机制以韧性断裂为主，这是由 经计算，在300N磨损30min的磨损实验条件下，复 于碳化物较细小且分布比较均匀，使得裂纹大都沿 合材料的相对耐磨性是单一KmTBCr2.6的1.84倍； 马氏体及残余奥氏体基体扩展.从图9(b)中还可 而在900N磨损10min的磨损实验条件下，复合材工程科学学报,第 40 卷,第 8 期 图 8 复合抗磨件界面形貌及线扫描分析 郾 (a) 界面形貌; (b) 能谱分析; (c) 线扫描结果 Fig. 8 Interface morphology and line scan analysis of composites: (a) interface morphology; (b) EDS analysis; (c) result of line scan 表 3 复合材料硬度和冲击韧性的测试结果 Table 3 Test results of composites hardness and impact toughness 材料 宏观硬度,HRC 显微硬度,HV 冲击韧性/ (J·cm - 2 ) KmTBCr26 48郾 8 754郾 7 9郾 43 ZTA/ KmTBCr26 — 1684郾 8 / 774郾 4 4郾 8 料冲击韧性的因素之一,文献[20]、[21]都发现当 颗粒体积分数增加时,会显著造成复合材料韧性的 下降,本研究中复合材料的颗粒体积分数较高,因此 其冲击韧性要比未加入颗粒时小很多. 图 9 为复合 抗磨件在低倍和高倍下的冲击断口形貌,从图 9(a) 中可以看出,断口几乎都是沿陶瓷颗粒内部断裂,并 没有出现陶瓷颗粒整体脱落或者拔出的现象,说明 陶瓷颗粒与基体具有比较高的结合强度. 从图 9 (b)中可以看出金属基体断口凹凸不平,有明显的 韧窝存在,说明其断裂机制以韧性断裂为主,这是由 于碳化物较细小且分布比较均匀,使得裂纹大都沿 马氏体及残余奥氏体基体扩展. 从图 9( b)中还可 以进一步看到陶瓷鄄鄄 金属界面清晰,没有物质的转 移与扩散,陶瓷颗粒与金属基体为微机械结合. 图 9 (b)中 1 和 2 两个位置的能谱分析结果如图( c)、 (d)所示,可以看出区域 1 为 ZTA 陶瓷颗粒,所含主 要元素为 Al、O、Zr,区域 2 为高铬铸铁基体,主要元 素为 Fe、Cr. 2郾 3 复合材料的摩擦磨损性能 在干摩擦磨损试验条件下,单一 KmTBCr26 和 ZTA/ KmTBCr26 复合材料的磨损结果如图 10 所示. 经计算,在 300 N 磨损 30 min 的磨损实验条件下,复 合材料的相对耐磨性是单一 KmTBCr26 的 1郾 84 倍; 而在 900 N 磨损 10 min 的磨损实验条件下,复合材 ·974·