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摘要
目的 探究FHG97/WS2复合材料机械和摩擦学性能。方法 采用放电等离子烧结技术制备WS2不同含量的复合材料，通过硬度仪和万能试验机评估了材料的机械性能。采用往复式摩擦试验机和白光干涉仪测试25～600℃的摩擦学性能。利用XRD、SEM、EDS和Raman分析了材料的物相、显微组织和磨损表面的形貌及元素成分。结果 在复合材料制备烧结过程中，WS2与FHG97发生了固相原位反应，生成了CrxSy和M6C相。新生相提高复合材料的微观硬度和抗压强度，降低了抗弯强度。摩擦磨损测试结果表明：复合材料的摩擦系数在25～600℃范围都随温度的升高而降低，WS2添加对摩擦系数降低有积极的作用。磨损率在25～400℃先降低，600℃有所上升。CrxSy和M6C协同作用使复合材料在25～200℃改善了摩擦磨损性能。400℃时，磨损表面形成的NiO、Cr2O3和Ni2CrO4等氧化物以及CrxSy的协同作用使得FW1的磨损率下降一个数量级。600℃时，CrxSy软化降低了氧化膜的黏附力，使FW1的磨损率略有上升。FW2表面未形成氧化膜，M6C脱落对表面形成磨粒磨损，加剧了表面磨损。结论 制备的FHG97/WS2复合材料具有优异的力学性能，FW1在25～600℃范围内具有最优的摩擦学性能。FHG97/WS2体系材料中WS2的添加量应考虑原位反应对基体中Cr的消耗，避免在高温下无法形成保护性的氧化膜。
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单位宁夏理工学院; 东北大学
