热处理对Ni/Ti₂AlC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

来源：摩擦学学报, 2022, 42(02): 242-253.

DOI：10.16078/j.tribology.2021036

• Ni基复合材料
• Ti2AlC
• 热处理
• 摩擦学性能
• 高温

通过真空热压烧结方法制备Ni/Ti2AlC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及800℃下摩擦学性能的影响.结果表明:烧结后,Ni/10%Ti2AlC复合材料包含Ni基固溶体、TiCx、Ni3Al和少量Al2O3,而Ni/50%Ti2AlC主要由Ni2TiAl、TiCx、Ti3NiAl2C和少量Al2O3组成.分别于1 200和1 350℃热处理16 h后,Ni/10%Ti2AlC中的Ni3Al相和Ni/50%Ti2AlC中的Ti3NiAl2C相消失.热处理导致TiCx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Ni3Al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TiCx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TiO2、NiO和NiTiO3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TiO2和NiTiO3润滑相的形成,对摩擦学性能有利.

• 单位
  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; 中国科学院大学