搅拌摩擦加工工艺制备ZrO₂颗粒增强镁基复合材料的组织与力学性能

刘守法¹，夏祥春²，王晋鹏³

1. 西京学院机械工程学院2. 永城职业学院机电工程系3. 西北工业大学机电学院

摘 要：利用4道次搅拌摩擦加工（FSP）工艺,分别将粒径为20nm的单斜晶ZrO₂（M-ZrO₂）颗粒和40nm的正方晶ZrO₂（T-ZrO₂）颗粒添加到AZ31镁合金中制备了ZrO₂颗粒增强镁基复合材料,研究了复合材料的显微组织与力学性能,并与无强化颗粒FSP镁合金的进行了对比。结果表明:M-ZrO₂颗粒和T-ZrO₂颗粒增强镁基复合材料的晶粒尺寸分别约为6μm和2μm;两种ZrO₂颗粒均弥散分布于复合材料中,且均未与基体反应生成新物相;ZrO₂颗粒可有效提高镁合金的硬度、屈服强度和抗拉强度,且T-ZrO₂颗粒的强化效果更好;无强化颗粒FSP镁合金与M-ZrO₂颗粒增强复合材料拉伸断口均具有混合断裂特征,前者的韧性断裂特征较明显,后者的脆性断裂特征较明显。

关键词：搅拌摩擦加工;ZrO2颗粒;镁基复合材料;力学性能;