机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (18): 107-117.doi: 10.3901/JME.2025.18.107
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杨智勇, 李培震, 臧家俊, 宋丕麟, 李志强
YANG Zhiyong, LI Peizhen, ZANG Jiajun, SONG Pilin, LI Zhiqiang
摘要: SiCp/A356复合材料制动盘服役过程中存在力学性能衰退现象。为了揭示SiCp/A356制动盘材料的力学性能衰退规律与机制,确定SiCp/A356复合材料的使用温度容限,本研究依据SiCp/A356制动盘服役温度条件,开展SiCp/A356复合材料的热循环试验研究,并结合性能测试、宏微观分析和代表性体积单元(RVE)微观仿真等手段进行分析。试验与仿真结果表明:循环温度小于200 ℃时,复合材料仅出现轻微的基体机械损伤和结合界面损伤,性能基本维持稳定;循环温度在[200 ℃,250 ℃]时,复合材料性能在一定热循环次数内维持稳定,然后出现一定幅度下降,随之性能会再次趋于稳定;循环温度大于250 ℃时,复合材料快速出现严重的基体机械损伤和结合界面损伤,材料性能快速衰退。因此,SiCp/A356复合材料长期使用温度区间应控制在200 ℃以下。考虑复合材料损伤的温变机制,可以采用增加基体中的Cu元素含量以提高基体的热强性、改善SiC颗粒与基体的浸润性(提高氧化温度、延长氧化时间)以提高界面性能等手段,提高SiCp/A356复合材料的使用温度容限。
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