热处理对Ni/Ti;AlC复合材料显微组织和摩擦学性能的影响

作     者：高强 王文珍 易戈文 石佩璎 丰晓春 孙虎伟 

作者机构：中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室 材料与光电研究中心中国科学院大学 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2021年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目（51575505，51675508，52072380）资助 

主　　题：Ni基复合材料 Ti AlC 热处理 摩擦学性能 高温 

摘      要：通过真空热压烧结方法制备Ni/Ti;AlC复合材料，并对材料进行热处理，考察了两种不同热处理工艺对复合材料的显微组织和室温、800 ℃下摩擦学性能的影响。结果表明，烧结后，Ni/10mol%Ti;AlC复合材料包含Ni基固溶体、TiC;、Ni;Al和少量Al;O;，而Ni/50mol%Ti;AlC主要由Ni;TiAl、TiC;、Ti;NiAl;C和少量Al;O;组成。经过1200 ℃和1350 ℃、16 h的热处理后，Ni/10mol%Ti;AlC中的Ni;Al相和Ni/50mol%Ti;AlC中的Ti;NiAl;C相消失。热处理导致TiC;相的生长，复合材料显微组织得到优化，同时材料保持了高度致密性。热处理后，两种复合材料的维氏硬度下降，这主要归结于Ni;Al强化相的消失和碳化物的长大。随着热处理温度的升高，室温下复合材料的磨损率降低，这主要归结于热处理优化了显微组织、提高了两相结合强度，进而抑制了TiC;颗粒的脱出，减少了磨粒磨损的发生；800 ℃摩擦条件下，热处理前后，复合材料均表现出较低的摩擦系数和磨损率，这主要归结于高温下磨损表面形成的由TiO;、NiO和NiTiO;组成的润滑膜所起到的减摩抗磨作用，此外，热处理使得显微组织更均匀，更有利于磨损表面TiO;和NiTiO;润滑相的形成，对摩擦学性能有利。