关于界面相变增强颗粒增强中锰钢复合材料抗冲击磨料磨损性能的研究

《Advanced Composites and Hybrid Materials》：Research on impact abrasive wear performance of interfacial phase transition-reinforced particle-reinforced medium manganese steel composites

　　

摘要

为了解决传统中锰钢在抗冲击磨损性能方面的技术瓶颈，本研究基于界面相变强化机制，设计并制备了氧化锆增强的氧化铝颗粒增强中锰钢复合材料（ZTA/MMS）。提出了一种协同强化机制，该机制结合了ZTA颗粒的抗犁削效应和界面应力诱导的马氏体转变能量吸收作用。结果表明，ZTA/MMS的耐磨性显著高于基体材料。随着冲击能量和锰含量的增加，磨损损失先减小后增大，这与锰含量对界面马氏体转变的调控作用密切相关。在冲击磨损过程中，ZTA颗粒有效抑制了磨料对基体的犁削作用；同时，界面马氏体转变能够吸收冲击能量，增强颗粒的约束效应，并延长其保护作用。当锰含量为8%（ZTA/Mn8）时，材料的耐磨性达到最佳值，其耐磨性是基体的2.6倍。本研究验证了引入界面相变强化机制能够显著提高ZTA/MMS对冲击磨损工况的适应性，为开发高性能耐磨复合材料提供了新的设计思路。