离心反应熔铸TiB2基陶瓷/合金钢层状复合材料结构界面与力学损伤失效机制

摘要

采用离心反应熔铸工艺可以快速制备出TiB2基陶瓷/42CrMo合金钢梯度纳米结构复合材料,并在层间形成陶瓷/Fe-Ni合金相三维网络梯度纳米结构复合界面,使层状复合材料分为陶瓷基体、中间过渡区与合金钢基底三层结构.通过材料力学性能测试并结合FESEM、HRTEM观察,得出正是由于层间界面上原位生成陶瓷/Fe-Ni合金的三维网络梯度纳米结构复合界面,不仅使复合材料具有高的弯曲强度与断裂韧度,而且又使之在三点弯曲测试时呈现出明显的"假塑性"力学行为特征.同时,陶瓷基体附近界面上陶瓷/Fe-Ni基合金复合结构裂纹互锁效应与中间过渡区上TiB2微纳米/纳米晶沉淀强化机制的协同作用又使层状复合材料具有高的层间界面剪切强度.