Page 111 - 《摩擦学学报》2021年第3期

400 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

μm μm μm
(I) (I) (I)
50 50
45 45 30
40 40 25
1.16 35 1.16 35 1.0
30 30 20
3.25 mm 1.88 mm 47.7 μm 0.5
53 25 53.5 25 1.22 mm 27.6 μm 15
20 20 34.2
41.2 μm
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 0 15 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 0 15 0 10
Z mm X=3.96 mm 10 Z mm X=2.68 mm 10 Z 0.0 0.4 0.8 1.2 X=1.52 mm 5
Y 5 Y 5 Y mm
X Y=1.16 mm 0 X Y=1.16 mm 0 X Y=1.16 mm 0
Z=53.5 μm
Z=34.2 μm
Z=53 μm
(II) μm (II) μm (II) μm
0 18.9
50 16
mm 1.16 40 1.0 5 1.16 14
2.08 mm 10 12
53.6 44.2 μm 30 0.5 mm 10
μm 1.28 mm mm 15 0.87 mm 8
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 20 15.2 μm 0 18.9 6
mm 20 μm 12.8 μm
10 0 0.5 1.0 2.0 28 0 0.5 1.0 1.5 4 2
0 mm 25 mm 0
μm μm μm
(III) (III) (III)
50 16
1.16 25 1.16 1.16 14
mm 20 mm 40 mm 12
1.64 mm 30 10
1.17 mm 15 55.1 45.1 μm 8
29.9 10 μm 20 17.1 1.06 mm 6
μm 22.6 μm 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 μm 10.2 μm 4
0 0.5 1.0 5 mm 10 0 0.5 1.0
mm mm 2
0 0 0
μm
μm 31.6 μm
(IV) (IV) (IV) 0
50
1.16 25 5
mm 40 1.16 1.0 mm
2.28 mm 20 0.5 10
53.6 38.9 μm 30 mm 1.21 mm
μm 31.6 22.8 μm 15 1.12 mm 0 15
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 20 μm 10 9.6 μm
mm 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.63 28.9 20
10 mm 5 0 0.5 1.0 2.0
mm 25
0 0
(a) RT (b) 400 ℃ (c) 800 ℃

Fig. 7 Three-dimensional morphologies of wear surface of Ni-based composites at different temperatures：
(I) NC，(II) NCT，(III) NCA，(IV) NCTA
图 7 镍基复合材料在不同温度下磨损表面的三维形貌：(I) NC，(II) NCT，(III) NCTA，(IV) NCTA；(a) RT，
(b) 400 ℃，(c) 800 ℃
性能总体上随着温度的升高而逐渐降低. 单独加入 NC合金，提高了800 ℃及以上温度的机械性能，即拉
Ta的材料(NCT)在宽温域(RT~1 000 ℃)内明显地表现 伸和压缩强度是NC合金的1.3倍. 对比NCA材料，由于
出最优的机械性能，这归因于烧结后原位生成的 TaC的强化作用，改善了NCTA材料的高温机械性能，在
TaC的弥散强化.NCT材料在宽温域内的抗拉强度大 1 000 ℃下压缩强度也可达73.8 MPa.

约是NC合金强度的2倍，抗压强度为NC合金的1.6倍， 2.5 复合材料的拉伸断口形貌及断裂机制
室温抗压强度可达2 072 MPa；400 ℃时NCT材料的拉 对四种复合材料在宽温域(RT~1 000 ℃)范围内
伸强度为954 MPa，压缩强度可达1 513 MPa；当温度 拉伸断裂后的断口形貌进行了考察，结果示于图9. 对
升高到1 000 ℃时仍具有优异的机械性能，拉伸强度 于NC合金，室温和400 ℃时，拉伸断裂后表面出现许
为42 MPa，压缩强度可达92 MPa左右. 而单独加入 多微小孔洞，表明断裂机制为微孔聚集型断裂；NC合
Ag的材料(NCA)在宽温域内机械性能最差，室温抗压 金微观结构由面心立方结构的镍基固溶体和原位形
强度为842 MPa，这是由于Ag为材料的弱化相，并且 成的Al O 组成，在拉伸应力作用下，位错在(111) 面
2
3
温度升高时Ag由于氧化或熔化导致材料出现孔洞，从 产生并滑移，之后在晶界或Ni/Al O 界面处位错将堆
3
2
而高温机械性能显著降低. 同时加入Ta、Ag后，相比 积，连续的位错堆积会引起应力集中，当应力集中达