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作者：范磊;冉登林;耿新鸿;赵鑫哲;郝雪龙;
单位：中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院;应急部煤矿智能化与机器人创新应用重点实验室;国标(北京)检验认证有限公司;中国有研科技集团有限公司国家有色金属及电子材料分析测试中心;
摘要：为改善矿山机械部件磨损和腐蚀问题，制备了蜂窝构型氧化锆增韧氧化铝颗粒增强铁基（ZTAp-Fe）复合材料，对ZTAp占比为5%,10%和15%（质量分数）的蜂窝预制体，浇铸30SiMn钢液进行复合铸造。采取X射线衍射仪（XRD）、能谱（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）、三体磨料磨损和腐蚀浸泡对其进行性能测试和表征。结果表明：ZTAp占比为5%和10%时，复合材料界面间结合情况良好，含量为15%时颗粒堆积严重，铸造过程热量传递受阻碍明显，出现气孔缺陷，使得ZTAp与铁基体间机械结合效果差；ZTAp含量由5%提升至15%，蜂窝构型ZTAp-Fe复合材料的耐磨性先增加后减弱，硬质相颗粒对磨料的阻挡作用显著，表面划痕和微犁沟减少，ZTAp含量为10%时复合材料耐磨性最佳；其相对耐磨性是HARDOX450耐磨钢的4.89倍，是NM450耐磨钢的4.81倍，是30SiMn钢的5.3倍。絮状腐蚀产物主要出现在30SiMn钢部分，随时间增加表面腐蚀产物和腐蚀程度加深，最终其表面出现黑色腐蚀坑；铁基体中含有大量Cr元素，耐腐蚀性良好，与30SiMn钢的冶金熔合区腐蚀量较少。所使用的铸造工艺可使该复合材料与矿用耐磨钢进行有效装配，显著提高其耐磨性和耐腐蚀性。
关键词：构型复合材料;;颗粒增强;;磨料磨损;;耐腐蚀性
基金资助：国家自然科学基金项目（51571210）;; 国家大学生创新训练项目（202304058）资助
