金属学报

作者：魏晨, 王军, 闫育洁, 范嘉懿, 李金山

单位：西北工业大学 凝固技术国家重点实验室 西安 710072

关键词：难混溶合金,凝固,强磁场,摩擦,

基金：国家自然科学基金项目(52174375);国家自然科学基金项目(51690163);大学生创新创业计划资助项目(S202210699088);陕西省创新能力支撑计划项目(2020KJXX-073);凝固技术国家重点实验室自主课题项目(2023-TS-13)

少数相均匀分布的难混溶合金是应用于制造电接触器件材料以及耐磨汽车部件的潜在替代品，理解难混溶合金微观组织的演化及其与磨损行为的相互关系对其工业应用十分重要。由于二元Cu-Co和三元Cu-Co-Fe难混溶合金易于发生液相分离，采用传统的铸造方法难以获得均匀的微观组织。本工作在强磁场下调控难混溶合金的微观组织，进而研究合金组织演化行为对摩擦性能的影响。实验结果表明，无磁场小过冷度下，Cu50Co50和Cu52Co24Fe24难混溶合金的微观组织为枝晶形貌，大过冷度下Cu50Co50合金的微观组织为标准的核-壳结构，Cu52Fe24Co24合金则为偏心的核-壳结构。随着磁场的施加，Cu50Co50和Cu52Co24Fe24合金中的第二相均沿磁场方向被拉长，垂直磁场方向上合金中第二相尺寸均显著减小，但Cu52Co24Fe24合金的微观组织分布更为均匀。无论是否施加强磁场，Cu50Co50和Cu52Co24Fe24合金中具有大过冷度的试样均具有较好的耐磨性能。Cu50Co50和Cu52Co24Fe24难混溶合金在磨损实验中均存在磨粒磨损和粘着磨损机制，其特征是材料脱落产生的粗糙表面以及滑动方向上存在的平行划痕。此外，Cu52Fe24Co24合金较高的硬度以及磁场下微观组织的相对均匀分布，使其具有较好的耐磨性能。

来源：2024年第11期

《金属学报》期刊编辑部

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