NbC和V对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响

采用硼铁、钼铁等作为反应源，通过真空烧结方法制备Mo2FeB2基金属陶瓷，采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）及硬度测试等手段研究了复合晶粒长大抑制剂NbC—V对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明：NbC主要分布在Mo2FeB2硬质相的边界，阻碍了边界扩展和迁移；V元素主要分布于硬质相中，改变了Mo2FeB2相的晶体结构并使之从柱状晶转化为等轴晶。当NbC、V质量分数分别为2％、4％时金属陶瓷力学性能最好，抗弯强度为1503MPa、硬度为70．1HRC。

钒添加量对Mo2FeB2基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

采用真空液相烧结技术制备了Mo2FeB2基金属陶瓷,研究了钒添加量(质量分数,0~7.5%)对其组织和力学性能的影响。结果表明:当钒添加量不大于2.5%时,金属陶瓷的孔隙率无明显变化,当钒添加量大于2.5%时,金属陶瓷中的孔隙明显增多,金属陶瓷的致密性下降;钒的添加对金属陶瓷的相组成无显著影响,Mo2FeB2硬质相均匀分布在铁基黏结相中;当钒添加量为2.5%时,硬质相呈长条状且明显细化;当钒添加量大于2.5%时,硬质相发生团聚,且形貌由长条状向等轴状转变;随着钒添加量的增加,金属陶瓷的硬度、抗弯强度和断裂韧度均先增后降,当钒添加量为2.5%时均达到最大值,分别为90.6HRA、2 350MPa和15.1MPa·m1/2。

B4C制备Mo2FeB2金属陶瓷烧结过程中的相变及微观组织的演变过程

以B C为硼源,以及MoFe粉和Fe粉为基础原料,采用真空液相烧结工艺制备三元硼化物金属陶瓷。研究了4 Mo FeB三元硼化物烧结过程中相变和微观组织的变化及力。结果表明:使用该种方法制备Mo FeB基三元硼化物金属陶2222瓷,随着烧结温度的升高,晶粒形貌由近球形转变为方形,晶粒组织先聚集后分散,晶粒尺寸逐渐增大。在烧结温度为1350℃试样的综合性能最佳,其硬度可达HRC70.1。

Mo/TiC含量对Mo2FeB2-TiC复相金属陶瓷组织和性能的影响

采用'溶胶-共沉淀-抽滤-干燥-氢热还原'法制备了Mo/TiC复合粉末,与Fe粉、B粉、Cr粉、Ni粉、石墨粉按原子分数Fe-6B-48(Mo/k TiC)-5Cr-5Ni-0.8C(k=0、0.3、0.6、0.9、1.2,at%)混合,经真空热压烧结后制备了Mo2FeB2-TiC复相金属陶瓷材料,研究TiC含量对其力学性能和显微组织的影响。结果表明,TiC与原位反应生成的Mo2FeB2相形成了无污染、弱界面结合的双陶瓷相,并且在金属粘结相中均匀分布。Mo2FeB2-TiC复相金属陶瓷的相对密度与纯的Mo2FeB2基金属陶瓷相比得到较大提高,其弯曲强度由粉末烧结态纯Mo2FeB2的1161.33 MPa提高到1228.81 MPa,断裂韧性由粉末烧结态纯Mo2FeB2的12.42 MPa·m1/2提高到14.27 MPa·m1/2,试验说明Mo/TiC复合粉末能够有效提高Mo2FeB2基金属陶瓷的强韧性。

多组元硬质相增强Mo2FeB2基金属陶瓷的组织和性能研究

以Mo、FeB和Fe等为原料,添加不同含量的WC、NbC、TiC多组元硬质相结合真空液相烧结工艺制备了Mo2FeB2基金属陶瓷。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射仪、洛氏硬度检测和耐磨实验,研究了多组元硬质相对试样的组织和性能的影响。结果表明：多组元硬质相起细化组织和弥散强化的作用,因而提高了金属陶瓷的硬度和耐磨损性能;当WC、NbC、TiC的质量分数分别为10%、4%和5%时,试样的硬度最高,耐磨性最好。

Ni添加剂对Mo2FeB2基金属陶瓷的显微组织和力学性能的影响

利用真空液相烧结制备了两种不同Ni含量的Mo2FeB2基金属陶瓷,采用SEM和EDX研究了Ni添加剂对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,结果表明:Ni添加剂同时存在于粘结相和硬质相中,但未对其硬质相颗粒尺寸产生明显影响。Ni添加剂明显提高了金属陶瓷的抗弯强度,其数值从约1 750 MPa增加到2 200 MPa。第一性原理计算结果表明:相对于Mo2FeB2相,Mo2(Fe,Ni)B2相具有相对较好的塑性,但理论计算硬度较低。

开沟器铲尖表面等离子熔覆Mo_(2)FeB_(2)涂层制备及其磨损性能

为了解决开沟器铲尖耕作过程中耐磨性差、易失效的问题,利用等离子熔覆技术在开沟器铲尖表面制备Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷涂层,并对其微观组织结构、物相组成、显微硬度以及耐磨性能进行研究。通过正交试验得到熔覆层制备的最优工艺参数组合为:熔覆电流80 A,熔覆距离10 mm,熔覆速度20 cm/min,并以此来制备耐磨熔覆层。结果表明,熔覆层与基体呈现良好冶金结合,其组织主要由方形、蝶状、十字镖形、树形以及不规则长条状的硬质相、网状共晶组织和铁基粘结相组成,其主要物相组成为Mo_(2)FeB_(2)、M_(3)B_(2)(M:Mo,Fe,Cr)、(Cr,Fe)7C3、MoB、CrB、Fe2B以及Fe-Cr固溶体。熔覆层的平均显微硬度为9618 MPa,为开沟器铲尖基体的2.79倍。相同工况下的磨损试验表明熔覆层的平均磨损量(19.20 mg)和平均摩擦系数(0.294)与基体相比分别降低了52.9%和42.4%;不同载荷下的磨损试验表明,随着载荷的增加,熔覆层与基体的摩擦系数呈现逐渐减小的趋势,但熔覆层的整体摩擦系数均低于基体,且其磨损形貌较基体轻微。土槽试验结果表明,熔覆层开沟器铲尖的平均磨损量(4.60 g)比常规开沟器铲尖(15.54 g)降低了70.4%;田间试验结果表明,在实际土壤环境中,开沟器铲尖熔覆层的平均磨损量(34.34 g)仅为常规开沟器铲尖(79.06 g)的43.4%,通过对比磨损形貌发现,熔覆层的存在可以有效抵御土壤磨损,使开沟器铲尖在经过长时间的磨损后能最大程度的保持原貌,从而使其表现出优异的耐磨性能。该研究结果可为提高农机触土部件的耐磨性提供理论参考和可行技术方案。

Preparation and properties of flame-sprayed Mo-FeB-Fe cermet coatings

The powders of Mo2FeB2 cermet were prepared with Mo powders, Fe-B alloy powders and Fe powders as raw materials. Mo2FeB2 cermet coatings were prepared on Q235 steel by reactive thermal spraying （RTS） method and heated at 1 000 ℃ in vacuum oven of 1 kPa for 5 h. The properties of coatings were investigated. The results indicate that Fe2B appears after milling for 15 h in the powder at room temperature, a part of ternary borides （Mo2FeB2） are generated in powder sintered at 900 ℃. The coatings are composed of the major phases Mo2FeB2 and a-Fe, a little of Fe203, FeO and some pores. The bonding strength between the substrate and the ceramic coating is 32.73 MPa, the thermal-shock times is about 43 and the wear resistance is enhanced by approximately 5.28 times compared with that of the substrate, respectively. The comprehensive properties of Mo2FeB2 cermet coatings can be imoroved further after vacuum heat-treatment at 1 000 ℃ for 5 h.

反应烧结三元硼化物金属陶瓷覆层的组织与性能

研究了用反应烧结法在W18Cr4V钢表面制备的Mo2FeB2硼化物金属陶瓷覆层的组织及性能，分析了烧结覆层与基体界面的形成特点、烧结覆层的显微硬度分布以及耐磨性能。结果表明，在1220～1240℃反应烧结，获得1～3mm厚的硼化物金属陶瓷覆层，该烧结覆层和基体之间产生牢固的冶金结合，其显微硬度达到1200HV0．1，具有良好的耐磨性能。

反应火焰喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能

反应喷涂是近年来发展的一种制备陶瓷/金属复合涂层的新技术,它是将自蔓延高温合成与普通的热喷涂技术相结合,在合成材料的同时使合成材料沉积,陶瓷相为原位合成,晶粒细小,与金属基体之间结合良好。采用反应火焰喷涂方法在45钢表面制备Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,分析了粉末团聚方式对涂层显微组织的影响,测试了涂层的显微硬度及耐磨性能。结果表明:团聚粉末经过火焰喷涂获得Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,其显微硬度达到1 200HV0.1,具有良好的耐磨性能。

H13钢表面反应火焰喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能

采用反应火焰喷涂方法在H13钢表面制备的Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,分析了涂层的显微组织、显微硬度、耐磨性能及抗热疲劳性能。结果表明,经过火焰喷涂获得Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,其显微硬度达到1200HV0.1,具有良好的耐磨性能和抗热疲劳性能。

Q235钢表面反应火焰喷涂TiB_2/Mo_2FeB_2复相陶瓷涂层的耐蚀性

为了研究TiB2/Mo2FeB2复相陶瓷涂层的耐蚀性,以Mo粉、FeB粉、Fe粉及TiB2粉为原料,采用反应火焰喷涂技术在Q235钢上制备了TiB2/Mo2FeB2复相陶瓷涂层。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析了粉体和涂层的物相组成与表面形貌,通过浸泡法测试了涂层耐蚀性。结果表明:涂层内含硬质相TiB2、部分Mo2 FeB2,TiO2、B2 O3,残留的Mo、TiB2等;TiB2/Mo2 FeB2复相陶瓷涂层的耐酸性、耐碱性、耐盐性分别为Q235钢基体的4.17,3.39,3.34倍。

Mo_2FeB_2金属陶瓷-钢覆层材料的制备及性能研究

以FeB、Mo、Fe等粉末为主要原材料,采用真空液相烧结技术,制备了Mo_2FeB_2金属陶瓷-钢覆层材料,并对其界面组织、耐磨性和界面相容性进行了研究。结果表明,Mo_2FeB_2金属陶瓷主要由Mo_2FeB_2硬质相和γ-Fe粘结相构成,组织致密,显微硬度高达1600HV0.5。Mo_2FeB_2金属陶瓷-钢覆层材料界面是无缺陷的冶金结合,具有良好的界面相容性。在界面存在一个从高硬度到低硬度的渐变过渡区。磨损试验表明,Mo_2FeB_2金属陶瓷-钢覆层材料具有比YG8硬质合金更好的耐磨性。

烧结工艺和碳加入量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

采用反应烧结法制备了Mo_2FeB_2基金属陶瓷,用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪等手段研究了烧结工艺和碳加入量对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着碳加入量的增大,金属陶瓷的硬度和抗弯强度均先增大再减小;当添加0.5%的碳时,在1100℃保温60 min并最终在1 280℃烧结60 min,能够获得完全致密且力学性能较好的Mo_2FeB_2基金属陶瓷,其抗弯强度达到1176 MPa。

Mn对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织和力学性能的影响

以Mo、Fe、FeB和Mn等为原料,采用反应烧结法制备Mo2FeB2基金属陶瓷。利用SEM、EDS和XRD等技术对金属陶瓷显微组织、物相和微区合金元素进行分析,并采用固体与分子经验电子理论研究Mn对脆性第三相以及粘接相对硬质相润湿性的影响。结果表明:添加少量Mn使第三相各键的共价电子对数nα均得到提高,从而改善其脆性;同时Mn也降低液相形成温度,提高粘结相对硬质相的润湿性。因此,Mo2FeB2基金属陶瓷具有较好的力学性能。

氧对Mo_2FeB_2金属陶瓷性能的影响

考察了氧对Ｍｏ２ＦｅＢ２金属陶瓷性能的影响。结果表明：基体中的氧能与硼形成表观像玻璃的Ｂ２Ｏ３杂质，烧结时这些Ｂ２Ｏ３杂质能从基体内迁移到基体表面，而在基体内部留下了大量孔洞，恶化了基体性能。通过适当的工艺措施，减少Ｂ２Ｏ３杂质的形成。

WC增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与性能研究

在三元硼化物Mo2FeB2基金属陶瓷的基础上添加不同量的WC进行真空液相烧结,并对烧成的试样进行表征。结果表明,添加WC颗粒不影响生成三元硼化物Mo2FeB2的原位液相反应过程,其可作为Mo2FeB2颗粒的形核中心,进一步促进材料烧结致密化,且WC颗粒与Mo2FeB2硬质颗粒形成结合良好的双硬质相,弥散分布在Fe基粘结相中,有效地增强了Mo2FeB2基金属陶瓷硬度及耐磨损性能。当WC添加量为20%(质量分数)时,材料硬度最高,达到HRA87.9,提高了7.2%,在砂轮对磨试验条件下其耐磨性最好,提高了10倍。

热处理对Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织的影响

以Mo、B、Cr、Ni、C及Fe粉末为药芯,低碳冷轧H08A钢为外皮,采用药芯焊丝埋弧堆焊方法制备FeMo-Cr-B堆焊合金,并分别对堆焊试样进行淬火与退火处理。结合光学显微镜、SEM、EDS、XRD及硬度测试等手段,研究热处理前后堆焊层组织、物相、成分及硬度变化。结果表明,Fe-Mo-Cr-B堆焊合金组织由α-Fe、Mo2FeB2、(Fe,Cr)2B及少量(Fe,Cr)_(23)(B,C)_6组成;堆焊试样在经950℃保温30min淬火或退火处理后,网状硼化物共晶组织消失,其物相组成为α-Fe和颗粒Mo2FeB2,且退火试样中Mo2FeB2数量较多;热处理后试样堆焊层硬度分布较为均匀,硬度显著提高,且其与基体结合界面过渡层的厚度增加。

NbC含量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷的显微组织和力学性能的影响

利用原位反应真空烧结法制备了不同NbC含量的Mo2FeB2基金属陶瓷试样,并对试样的显微组织及力学性能进行分析。结果表明,随着NbC含量的增加,硬质相颗粒得到细化且均匀分布在粘结相中;试样的硬度和耐磨性先提高后降低,当NbC的质量分数为6.0%时,试样的硬度最高,耐磨性能最好。

热处理对原位烧结合成Mo_2FeB_2陶瓷组织与性能的影响

用X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机研究了真空液相烧结制备的Mo2FeB2金属陶瓷热处理后的组织与性能。结果表明,真空液相烧结Mo2FeB2金属陶瓷主要由Mo2FeB2、MoB2、Fe2B相和铁基粘结相组成,经700～1000℃热处理后,MoB2、Fe2B相逐渐转化为Mo2FeB2相,并且Mo2FeB2晶粒细化,呈规则块状均匀分布在铁基粘结相中。Mo2FeB2金属陶瓷在700～1000℃范围内随热处理温度的升高,弯曲强度、断裂韧性与维氏硬度均增加,当热处理温度为1000℃时,其值分别达到1182.42MPa、13.59MPa·m1/2、9.114GPa,与未处理试样相比,分别增加了5.4%、6.0%、7.0%。