粉末锻造氧化铝颗粒增强Fe-Ni-Mo-C-Cu复合材料的组织与性能研究

张  旭¹⁾,史思阳¹⁾,张腾雨¹⁾,田  谨¹⁾,吴亚科¹⁾,王  邃¹⁾,赵振智²⁾,江  峰^1)*

1）西安交通大学金属材料强度国家重点实验室，西安 710049   2）西北工业集团有限公司计量理化二中心，西安 710043

*通信作者, E-mail: jiangfeng@mail.xjtu.edu.cn

摘  要  本文通过粉末锻造技术制备了不同含量微米级Al₂O₃颗粒强化的Fe-Ni-Mo-C-Cu（简称Q61）复合材料，并对调质态和淬火态复合材料的组织和性能进行了研究。结果表明：当Al₂O₃添加量为0.15 wt.%时其在基体内分布均匀，相较于单一Q61，调制态复合材料的硬度从38 HRC增至39.8 HRC，屈服强度从1106 MPa增至1121 MPa，延伸率从12%降至6.5%，而淬火态复合材料的硬度则从61.5HRC增至63.2HRC，磨损率从5.27×10^-6 mm³·m^-1·N^-1降至3.08×10^-6 mm³·m^-1·N^-1，低于对比试验用的典型齿轮材料40Cr的3.24×10^-6 mm³·m^-1·N^-1；当Al₂O₃含量大于0.15 wt.%时其逐渐偏聚，虽然调质态下复合材料屈服强度仍继续小幅增加，但塑性严重退化，且淬火态复合材料磨损率增加、耐磨性变差。综合来看，本文制备的Q61+0.15 wt.%Al₂O₃复合材料在调质态下具有较高的综合力学性能而在淬火态下则表现出良好的抗摩擦磨损能力，相关结果可为粉末锻造制备该系列材料的组织性能调控和工业化生产提供有益参考。

关键词  粉末锻造；复合材料；微观组织；力学性能；摩擦磨损

硕士生张冰清和王琪分别在该杂志发表了题为《粉末锻造齿轮材料的组织与性能研究》、《粉末冶金技术-粉末锻造FeNiCuCMo齿轮材料热处理及性能研究》，本文添加了氧化铝来进一步提高耐磨性能， Fe-C-Cu-Ni-Mo 系列粉末锻造零件以其高强度、高硬度和良好的疲劳性能有望在重载齿轮方面获得应用。