WC p 含量对粉末冶金Cu/WC p 复合材料疲劳裂纹扩展行为的影响

通过粉末冶金热压烧结法制备高压电触头Cu/WC p 颗粒增强复合材料，研究WC p 颗粒含量（15%和3%，体积分数，下同）对Cu/WC p 复合材料的疲劳裂纹扩展行为的影响，并结合SEM进行断口分析；利用原位SEM疲劳裂纹观测系统原位观察微裂纹萌生，分析颗粒对裂纹扩展路径的影响机制。结果表明：在相同应力强度因子幅（Δ K ）下WC p 含量为15%的Cu/WC p 的疲劳裂纹扩展速率大于WC p 含量为3%的复合材料；颗粒含量的增加并没有提高复合材料的裂纹扩展门槛值Δ K th ，这主要是因为颗粒和基体的界面属于弱界面；在疲劳过程中颗粒脱粘形成裂纹源，不同脱粘微裂纹连接长大形成主裂纹是Cu/WC p 颗粒增强复合材料的疲劳损伤形式；当主裂纹尖端和颗粒WC p 相互作用时裂纹基本沿着颗粒界面往前扩展；复合材料的断裂模式从WC p 低含量3%时的颗粒脱粘-裂纹在基体里穿晶断裂，过渡为WC p 高含量15%时颗粒脱粘-基体被撕裂为主。