含TiC熔渣对MgO-C砖的侵蚀机制

为了有效回收钛资源和满足高温碳化—低温氯化工艺对耐火材料的要求,采用热力学计算、XRD和SEM等研究手段分析了高温碳化过程中含TiC熔渣对MgO-C砖的侵蚀机制。热力学计算结果表明:1)温度越高,熔渣的侵蚀能力越强,当温度低于1560℃时,熔渣与MgO-C砖反应生成MgAl_(2)O_(4)、Mg_(2)SiO_(4)和MgTi_(2)O_(4)等高熔点物相,对MgO-C砖侵蚀较慢,但当温度高于1560℃时,前期生成的高熔点物相逐渐溶解,从而对MgO-C砖侵蚀加剧;2)随着碳化反应的进行,熔渣中TiO_(2)含量降低,TiC含量逐渐增加,熔渣对MgO-C砖的侵蚀逐渐减弱。用后MgO-C砖的显微结构分析发现:镁碳砖的侵蚀机制是气氛中氧气与碳反应,形成气孔,熔渣中TiO_(2)和SiO_(2)等再与基质MgO反应先形成高温中间相,随着反应进行再形成低熔点相,导致MgO-C砖逐渐被侵蚀。

铝熔体在Ti-C-TiC粉末混合的孔隙预制体上的润湿及浸渗行为研究

为了探究铝熔体在Ti-C-TiC粉末混合的孔隙预制体上的润湿和浸渗过程诱导自蔓延高温合成的可行性,研究了TiC粉末含量的变化对润湿和浸渗行为的影响,并结合微观结构讨论了润湿和浸渗行为的机理。结果表明,加入TiC粉末含量在0~10wt%之间的孔隙预制体能被铝熔体快速润湿和浸渗,并触发粉末预制体的自蔓延高温合成反应。铝熔体在预制体表面的润湿和浸渗行为有明显的阶段性,其润湿铺展行为符合异质表面的润湿特性,试验的产物中除了TiC以外还出现Al3Ti相和Al相。TiC粉末会降低自蔓延反应的温度,使得反应的剧烈程度得以控制,但是会延长铝熔体润湿和浸渗孔隙预制体的时间。

球磨时间对TiC高锰钢结硬质合金组织性能的影响

球磨工艺参数是影响TiC钢结硬质合金质量的重要因素。选取球磨时间作为研究对象,研究了球磨时间为20 h、24 h、28 h对TiC高锰钢结硬质合金组织和性能的影响,用于指导生产。结果表明,球磨时间由20 h增加至24 h、28 h以上,混合料粒径分布过600目的占比由44.51%增加至80%、83%,粒径分布更细,合金显微组织孔隙减少,抗弯强度由833 MPa增加至932 MPa、1 008 MPa;合金中的孔隙产生较多导致密度下降的原因是,烧结过程的氧化还原反应阶段产生CO、CO_(2)气体未能够及时排出烧结体。在实际生产中,可通过适当增加球磨时间,改善TiC高锰钢结硬质合金的组织,提高其性能,获得质量更高的产品。

熔覆电流对铁基TiC耐磨层组织与性能的影响

为研究等离子熔覆电流对铁基TiC耐磨层组织和性能得影响,分别制备了熔覆电流为140 A、160 A、180 A和200 A的铁基TiC耐磨层,并对其微观形貌、显微硬度及耐磨粒磨损性能进行了表征分析。结果表明:耐磨层显微硬度先增加后减小,而磨损失重量呈逐渐增加趋势。熔覆电流为140 A时,耐磨层耐磨损性最好,显微硬度HV达755,可获得较好的综合性能。

TiN,TiC和Ti(C,N)涂层的性能及影响因素研究

TiN和TiC同属于NaCl形式的晶体结构,是同构互溶性的.Ti(C,N)是两者的固溶体.TiN和TiC及Ti(C,N)涂层具有优良的力学和摩擦学性能,作为硬质耐磨涂层,已用于切削刀具、钻头和模具等场合,具有广泛的应用前景.综述了国内外关于这3种涂层的研究成果.研究了影响其性能的若干因素,比较了它们的性能差异,为进一步优化涂层的性能及合理地选用涂层提供了参考.进一步的研究方向是高、低温及恶劣环境下涂层的性能以及更大载荷下涂层的摩擦学性能等.一些重要结果如下:(1)对TiN涂层而言,用CAPD比用CAIP制备时,涂层的摩擦因数小、结合强度大、硬度小;脉冲电压从550 V增大到750 V时,涂层脆性增加、结合强度减小;在多弧离子镀工艺中,500 ℃是最佳沉积温度,此时涂层的硬度和结合强度均最大.(2)对用反应磁控溅射制备的TiC涂层而言,用C2H2比用CH4制备时,涂层的硬度大;CH4分压在0.02～0.04 Pa范围内为最佳,此时TiC涂层的硬度和弹性模量最大,分别是30.9 GPa和343.0 GPa.(3)对Ti(C,N)涂层而言,随CH4:N2或C2H2:N2流量比的增大,其硬度增大;CH4:N2分压比对摩擦因数和磨损量的影响还与载荷的大小有关;TiCxN1-x涂层的硬度和弹性模量随x值而变化,当x为0.6左右时,硬度取最大值45 GPa,当x值为0.43左右时,弹性模量取最大值630 GPa.

C/Ti原子比对前驱体碳化复合等离子熔覆TiC/Fe复合涂层的影响

以钛铁粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料通过前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-C等离子熔覆复合粉末,并通过等离子熔覆技术在普通低碳钢表面成功地原位合成了TiC/Fe陶瓷金属复合涂层。着重研究了不同C/Ti原子比对等离子熔覆TiC/Fe复合涂层的相组成、显微结构和硬度的影响。结果表明,前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-C系等离子熔覆复合粉末中C/Ti原子比是影响涂层相组成、显微结构和硬度的关键因素。C/Ti原子比不同,涂层的相组成和硬度不同;随着C/Ti原子比增大,涂层中TiC团聚富集区增大,涂层的孔隙率也随之增大。

添加TiC和Cr_3C_2对超细WC-8Co硬质合金微观结构和性能的影响

在WC-8Co硬质合金中添加不同含量的TiC和Cr3C2,用X射线衍射、扫描电镜分析了添加微量的TiC与Cr3C2对WC-8Co硬质合金微观结构的影响,通过硬度和断裂韧性测试,研究了TiC与Cr3C2含量对材料力学性能的影响。实验结果表明:添加适量TiC和Cr3C2能使超细硬质合金中WC晶粒尺寸细小且晶粒分布更为均匀,微观结构得以优化,从而改善硬质合金力学性能。此外,添加微量TiC能起到细化WC晶粒的作用,提高合金硬度,而添加Cr3C2能够显著抑制硬质合金中硬脆Co6W6C相的形成,从而改善合金的断裂韧性。

等离子熔覆TiC/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层

以钛铁粉、高碳铬铁粉、硼铁粉、硅铁粉等为原料,利用等离子熔覆技术在Q235钢表面原位反应合成了与基材冶金结合TiC/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层.利用SEM,XRD和EDS等分析了涂层的显微组织,并在室温干滑动磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能.结果表明,涂层组织由TiC相、初生相Cr7C3、共晶(Cr,Fe)7C3和奥氏体构成.利用等离子熔覆技术原位合成的TiC相呈现颗粒状、棒状和树枝状等形态.涂层具有较高的硬度和优异的耐磨性.

纳米TiC增强Ti(C、N)基金属陶瓷材料的组织与性能研究

采用自制的纳米TiC粉末制备Ti(C、N)基金属陶瓷。研究了纳米粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,粉末冶金过程中,纳米TiC粉末易于在粘结相中扩散与溶解及沿晶界分布,降低了硬质相在粘结相中的溶解度,抑制了晶粒长大,同时微观上造成局部富C和稳定了硬质相中的C含量,使金属陶瓷材料的环形相增多尺寸增厚。抗弯强度与晶粒尺寸满足于Hall Petch公式,5%～10%(质量分数)的纳米粉末加入量可使金属陶瓷的抗弯强度得到较大的提高,但硬度与晶粒尺寸的关系反Hall Petch公式。

添加TiC和Ti_3AlC_2对燃烧合成Ti_3AlC_2粉体的影响

Ti、AI、C和TiC组成的Ti:Al:C=3:1.1:1.8(摩尔比)体系的燃烧合成实验结果表明,当在体系中未加入TiC时,得到的主要是TiC,但加入TiC后燃烧合成产物主要是Ti3AlC2,且Ti3AlC2量随TiC加入量的增加而增加,随燃烧反应体系温度的降低而增加;加入晶种Ti3AlC2有利于合成Ti3AlC2相物质.

添加TiC对燃烧合成Ti_2AlC粉体的影响

实验表明,以Ti,Al和碳黑单质粉末为反应物原料,按Ti2AlC化学计量比为原料摩尔配比,得到的燃烧产物主晶相为Ti3AlC2,而Ti2AlC的含量很少.当保持总原料各组分配比不变,加入TiC时,燃烧产物中的Ti2AlC相却变为主晶相,而Ti3A1C2和TiC相的含量急剧减少.燃烧产物Ti2AlC相的含量随添加的TiC质量分数(0-25％)的增加而增加.从动力学和热力学的角度探讨了TiC对燃烧合成Ti2AlC的影响机理.

C/Ti原子比对反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层组织结构和硬度的影响

以TiFe粉和碳的前驱体(石油沥青)为原料,用前驱体碳化复合技术制备了TiFeC反应喷涂复合粉末,并采用普通火焰喷涂技术成功制备了TiC/Fe陶瓷金属复合涂层。研究了不同C/Ti原子比对反应火焰喷涂TiC/Fe复合涂层相组成、显微结构和硬度的影响。结果表明,前驱体碳化复合技术制备的TiFeC系反应喷涂复合粉末中C/Ti原子比是影响涂层相组成、显微结构和硬度的关键因素。C/Ti原子比不同,涂层的相组成和硬度不同;随着C/Ti原子比增大,涂层中TiC团聚富集区增大,涂层的孔隙率也随之增大。

TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层在滑移区的高温微动磨损特性

采用化学气相沉积(CVD)技术,在1Cr13不锈钢基体上制备TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层。研究了该涂层从室温(25℃)到400℃的微动磨损特性,并与无涂层的1Cr13不锈钢基材比较。结果表明:在滑移区,温度对1Cr13不锈钢微动磨损影响较显著;随着温度上升1Cr13不锈钢摩擦系数减少,磨损体积下降;而温度对TiC/Ti(C,N)/TiN复合涂层磨损体积影响不大,且磨损量均很小。TiC/Ti(C,N)/TiN涂层表现出比1Cr13不锈钢优异的抗微动磨损性能。但当该涂层被磨去后,产生的硬质磨屑形成磨粒磨损,反而对基体造成更大的损伤。

TiB_2-TiC/Ti(C,N)复合涂层的研究进展

TiB2-TiC及TiB2-Ti(C,N)复合陶瓷材料由于系列优异性能而成为理想的金属表面涂层材料。综述了高性能TiB2-TiC/Ti(C,N)复合涂层的涂层复合体系、制备工艺、形成机理等方面的研究成果,展望了该复合涂层材料的应用前景及研究发展趋势,为其在工业领域的实际应用指明了方向。

B_4C/TiC/Mo陶瓷复合材料的力学性能和微观结构

采用热压法制备了B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料,分析了烧结工艺和TiC含量对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能和显微结构的影响。当烧结参数为1900℃,45min,35MPa时,85.3%(质量分数,下同)B4C/10%TiC/4.7%Mo陶瓷复合材料的抗弯强度、韧性、硬度和相对密度分别为705MPa,3.82MPa.m1/2,20.6GPa,98.2%。添加的TiC在烧结过程中与B4C发生化学反应生成了TiB2,利用生成的TiB2与添加的Mo协同增韧补强B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料。

Al-Ti-C系中TiC形成的热力学与动力学研究

研究了在用熔体反应法制备Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金过程中ＴｉＣ形成的热力学与动力学．实验结果表明：在８５０℃的Ａｌ熔体中，石墨颗粒周围的 Ｋ２ＴｉＦ６与 Ａｌ发生剧烈的化学反应放出大量的热，在熔体中形成大量的局部高温微区．在这些高温微区内，熔体中的 Ｔｉ或 ＴｉＡ１３达到了与 Ｃ形成 ＴｉＣ的热力学条件，从而在石墨颗粒周围生成大量 ＴｉＣ粒子．根据熔体化学反应的热力学条件，提出了 ８５０℃ 下在 Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金中 ＴｉＣ形成的动力学模型。ＴｉＣ形成的最佳反应时间为 ３－５ ｍｉｎ，此时形成的 ＴｉＣ晶核最有效，制备的 Ａｌ－Ｔｉ－Ｃ中间合金细化效果最佳．

Fe-Ti-C熔体中TiC颗粒的原位合成及长大过程研究

本文研究了Fe－Ti－C合金熔体中原位TiC颗粒的形成过程，结果表明：在合金熔体的等温过程中，Ti和C原子首先不断反应合成TiC颗粒，直至生成的TiC与熔体达到平衡；然后，TiC颗粒按照小颗粒不断溶解、大颗粒相应粗化的模式而长大其中，TiC颗粒的合成过程又可进一步分为TiC晶核的形成和长大两个阶段，形核阶段越长，熔体中TiC颗粒的数目越多．尺寸越小，而当TiC的合成反应平衡后、如继续延长等温时间，则熔体中TiC颗粒的尺寸增加。

Al含量对TiC-Fe钢结硬质合金组织与性能的影响

为开发新型TiC基钢结硬质合金,采用Fe2Al5预合金粉末添加方式和普通液相烧结法制备不同Al含量(占粘结相含量的0、0.77%、1.54%、2.3%,质量分数)的TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金。探讨Al含量对TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金的组织与性能的影响规律;并考察Al含量对合金的烧结性、相种类及硬度的影响规律。结果表明:随Al含量的增加,Fe-C合金的包晶反应温度点降低,包晶反应区间、BCC铁素体区和低温区的κ-碳化物沉淀区扩大;合金的硬质相TiC形貌及分布相近,且Al主要是溶解在粘结相中;合金的铁磁性与粘结相中奥氏体数量有关,随Al含量的增加,淬火+回火态合金的硬度增加;其断裂韧性、抗弯强度在Al含量为1.54%时达到峰值。

TiC-C复合粉体的制备及其对低碳镁碳砖抗氧化性能的影响

以锐钛矿、金属钛（Ti）和炭黑为原料，合成了TiC—C复合粉体，研究该复合粉体的氧化特性及其对低碳镁碳砖抗氧化性能的影响。研究结果表明，在真空条件下可合成出纯度较高的TiC-C复合粉体，其粒径小于0．5μm。TiC-C复合粉体的差热分析表明，这种复合粉体对碳的氧化有一定的保护作用。在低碳镁碳砖中加入wTiC为0．2％～0．4％之间的TiC-C复合粉体后，砖的抗氧化性能明显改善。

成分参数对原位反应合成TiC/Cr18Ni8钢结硬质合金的影响

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应合成了TiC/不锈钢钢结硬质合金,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射等测试方法对所制备的试样进行了组织结构分析.主要研究了成分参数硬质相TiC含量和C/Ti原子比对原位反应合成TiC/Cr18Ni8钢结硬质合金的影响.研究结果表明:钢结硬质合金主要相组成为TiC+Fe-Cr-Ni固熔体,TiC颗粒较细小,形状较规则,最大约2～3μm,大部分在1μm以下,随理论硬质相TiC含量的增加,钢结硬质合金的孔隙度增加,密度降低,TiC颗粒长大.C/Ti原子比为0.9的钢结硬质合金比C/Ti原子比为1.0的钢结硬质合金的密度更高,所原位反应合成的TiC颗粒的尺寸更小、数量更多,而且分布更均匀.