原位自生TiC颗粒增强金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，采用高频感应熔覆技术。在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织、结构和性能进行了分析。结果表明，熔覆层与基体呈冶金结合，无裂纹、气孔等缺陷；熔覆层组织由γ-Ni、M23C3、TiC组成，TiC大部分呈方块状，少部分呈花瓣状，颗粒尺寸为0.5-1.0μm，均弥散分布于熔覆层中，涂层的显微硬度可达980-1000HV0.2。

激光熔覆原位自生TiC-VC颗粒增强Fe基金属陶瓷涂层

采用钛铁、钒铁、石墨等组分,利用5 kW横流CO2激光器,氩气保护在低碳钢板上制备了致密、无孔隙与基体呈冶金结合的原位自生TiC-VC复合碳化物颗粒增强Fe基熔覆层。利用金相显微镜、X射线衍射、电子探针及显微硬度计,研究了熔覆层的显微组织及性能。结果表明,钛铁、钒铁与石墨通过激光熔覆的反应,所得细小的TiC-VC复合碳化物增强相弥散分布Fe基体之中,熔覆层硬度从基体到表面呈梯度分布,较基体有显著提高。

激光熔覆原位自生复相陶瓷颗粒增强涂层

借助光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及显微硬度计等手段对熔覆层的组织、物相、元素分布和显微硬度分布特征进行了研究。熔覆层不同位置的凝固特征参数不同 ,形成的组织亦不同。陶瓷相的引入使得熔覆层晶粒细小 ,枝晶生长方向发生紊乱。原位反应生成的TiB2 ,Al2 O3 为亚微米颗粒 ,主要分布在晶粒内部 ,形成晶内复合 ,而未反应的TiO2 ,B2 O3 陶瓷颗粒分布在晶间。熔覆层物相主要为基体的γ相和基体上弥散分布的γ′相以及Al2 O3 ,TiB2 等陶瓷相等。研究了激光加工参数对显微硬度分布的影响。磨损试验表明 。

激光熔覆原位自生TiC增强Ni_3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层研究

运用激光熔覆技术在GH864镍基合金表面制备原位自生TiC颗粒,以增强Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层.实验结果表明:利用激光表面熔覆技术,可以在镍基合金表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni3(Si,Ti)金属间化合物复合涂层、涂层和基体呈良好的冶金结合,涂层宏观质量完好,无裂纹和气孔等缺陷.涂层组织由γ Ni、Ni3(Si,Ti)、Ni5Si2和TiC组成.涂层的显微硬度可达HV780,是基材显微硬度的2.5倍.

氩弧熔敷原位自生TiC增强Ni基复合涂层的显微组织及工艺

采用MW3000型氩弧焊机在16Mn钢表面进行熔敷,原位生成TiC颗粒增强Ni基复合涂层。研究了氩弧焊接工艺参数(焊接电流、焊接速度、氩气流量)对熔敷层性能和质量的影响,利用SEM、XRD等手段对熔敷层显微组织和物相进行了研究。结果表明,氩弧焊接电流、焊接速度等工艺参数的合理匹配是原位生成TiC颗粒的关键因素。焊接电流为120A、焊接速度为8mm/s、氩气流量为10～12L/min时能获得良好的性能及表面成形复合涂层。原位生成的TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中,涂层的显微硬度可达1100HV。

原位TiC颗粒增强灰铸铁复合材料的组织及其摩擦磨损性能

采用原位反应铸造法制备了TiC颗粒增强灰铸铁复合材料,并考察了复合材料的组织、力学性能和摩擦磨损性能.结果表明:随着合金熔体中Ti含量增加,复合材料中TiC颗粒的数量增加,尺寸减小,而石墨的数量降低,且其形态由片状转化为点状;含有大量TiC颗粒及少量点状石墨的复合材料的力学性能和耐磨性优良,即使在较高载荷下,复合材料中的TiC颗粒和点状石墨仍具有协同减摩抗磨作用,从而使得复合材料的摩擦磨损性能优于普通灰铸铁.

原位结晶法制备自生颗粒增强金属基复合材料的研究进展

原位结晶法制备的自生颗粒增强金属基复合材料因其增强体尺寸、形态与分布方式便于人工控制的特点而备受重视。对现有原位结晶法所用基体合金与增强体的选择进行了总结,并对多种增强体分布控制技术进行了系统的对比研究,认为该方法是实现“可设计材料”的重要研究思路之一,并在此基础上对该方法的进一步开发与研究进行了展望。

原位自生TiC颗粒对铁基耐磨堆焊金属的影响

为了研究原位自生TiC颗粒对堆焊层组织与性能的影响,采用药芯焊丝明弧堆焊方法在Q235钢表面制备了Fe-Cr-Ti-C堆焊合金.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度计和湿砂磨损试验机对堆焊合金进行了分析.结果表明,加入的Ti元素可在堆焊层中原位生成TiC硬质相颗粒,并促进M7C3硬质相的生成,从而起到细化晶粒的作用.当生成的TiC和M7C3硬质相数量较多且弥散分布于金属基体中时,这些硬质相可起到相应的抗磨骨架作用,从而提高了堆焊金属的耐磨性.当药芯焊丝中Ti元素的质量分数为7%时,堆焊层性能最佳,其硬度值为61.6HRC,磨损量为0.3904g.

自生TiC颗粒增强钛基复合材料的制备及其性能研究

本文对自生反应法合成碳化钛颗粒增强Ti-6Al4V基复合材料的制备过程进行了研究,设计了两种反应途径,并成功地制备出该类复合材料.碳化钛颗粒的体积百分含量可以通过处理温度、时间等工艺参数来控制,碳化钛的显微硬度达到2050～2300 kg/mm2左右.特别是,通过这一化学反应处理,钛基体中的氯含量被明显地降低.最后,测定了该类复合材料的硬度和拉伸性能,结果表明,其性能随碳化钛颗粒体积分数的增加而升高,特别其高温特性尤为明显.

原位制备Fe(TiC)_p复合材料中增强相颗粒的组织遗传性及调控技术

以羰基Fe粉、Ti粉及C粉为原料,采用真空原位反应烧结法制备颗粒增强型Fe(TiC)_p复合材料。对微观组织的观察和元素分析发现,原料Ti粉对TiC增强颗粒的形貌和粒径具有较明显的遗传性。对这一组织遗传性,从反应热力学和扩散动力学方面给出解释,并基于此认识,设计原料Ti粉的球磨细化预处理工序。经预处理后原位反应烧结材料的致密度明显提升,并能够在铁基体中形成分散度更高、尺度更细小、且近球形的TiC增强颗粒,从而使复合材料的硬度从HV99.4提高到HV152.3,抗弯强度从550 MPa提高到935 MPa。

原位自生TiB_2颗粒增强铝基复合材料及其研究现状

对原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料在制备方法、基体合金选择和材料力学性能等方面在近年来的研究进展进行了综述,指出利用原位自生颗粒的优势、结合其他增强相进行复合强化,是未来金属基复合材料的研究方向.

反应熔覆原位自生高锰钢表面TiC-(Cr,Fe)_7C_3复合材料的结构与性能

以Ti粉、石墨粉和Cr粉为原料采用反应熔覆技术,结合自蔓延高温合成与真空消失模铸造法,在Mn13高锰钢表面制备不同Cr含量的TiC-(Cr,Fe)7C3复合材料涂层。通过扫描电镜(SEM)结合X射线能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)分析,研究涂层的微观结构与成分。结果表明:Cr溶于Fe形成M7C3型化合物,TiC颗粒的分布随Cr含量增加而更加均匀、尺寸逐渐变小。分析3种不同Cr含量材料的力学性能,结果表明Cr含量(质量分数)为15%时涂层的硬度最高,耐磨性能最好。

感应熔覆原位自生TiC/Ni基复合涂层组织和形成机理

采用高频感应熔覆技术，以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和形成机理进行了分析。结果表明：感应熔敷层组织是由γ-Ni基体、枝晶间共晶组织（γ-Ni＋M23C6）以及弥散分布的TiC颗粒组成。原位生成的TiC颗粒尺寸细小，分布均匀，颗粒大小为0．5～1．0μm。TiC颗粒是由微小八面体堆积而成，其形貌有八面体状和花瓣状。初晶TiC从镍溶液中生长时，由于TiC的生长不受限制，因此初晶TiC长成规则的八面体。当TiC以共晶的方式生长时，由于受到γ-Ni的影响，不可能自由生长，因此共晶TiC长成花瓣状。

钒、钛对激光熔覆铁基原位生成颗粒增强复合涂层组织的影响

研究了加钒与复合添加钒、钛时激光熔覆制备的铁基原位生成颗粒增强复合涂层的组织特点。研究表明 ,在FeCSiB激光熔覆粉末中单独添加钒和复合添加钒、钛均能获得平均显微硬度为 (90 0～ 10 5 0 )HV0 2、且成形良好的熔覆层 ,熔覆层中原位生成的硬质颗粒面积分数随冷却速度的降低而提高。单独添加钒的熔覆层中增强颗粒分布与熔覆层显微硬度对冷却速度更为敏感。在相同冷却条件下 ,复合添加钒、钛的熔覆层中的增强颗粒的尺寸和面积分数以及先共晶奥氏体的数量显著高于单独添加钒的熔覆层 。

TiC颗粒增强钛基复合材料的制备及其微观组织

采用直接加入TiC粉的方法制备了原位自生TiC增强钛基复合材料 ,此法与国内研究者常用的加入石墨粉的方法相比 ,制备的复合材料成分准确 ,易于控制。制备的复合材料由Ti和TiC相组成 ,其中TiC为初生树枝状和短棒状共晶组成。TEM研究发现 :还存在 0 .3～ 0 .6 μm的规则块状TiC ,多分布在晶界上 ;TiC颗粒与基体界面干净、无反应层 ,基体中存在较多的位错 。

氩弧熔敷原位自生TiCp/Ni60A复合材料组织和耐磨性

利用氩弧熔敷技术在16Mn钢表面原位合成TiC增强Ni基复合材料耐磨涂层。采用XRD、SEM等手段分析涂层的组织,测试涂层的室温干滑动磨损性能。结果表明:其室温干滑动磨损机制为显微切削磨损,熔敷层与基体呈冶金结合,TiC颗粒均弥散分布于熔敷层中,涂层有较高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性。

氩弧熔敷原位自生TiC/Ni60A复合涂层的滑动磨损特性

利用氩弧熔敷技术,以Ni60A自熔合金粉、钛粉和石墨粉为原料,在16Mn钢表面原位合成了TiC增强Ni基复合材料涂层以提高基体的耐磨性。借助扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织和性能进行了分析。结果表明:熔敷层与基体呈冶金结合,无裂纹、气孔等缺陷,TiC颗粒弥散分布于熔敷层中;复合涂层有很高的硬度,在室温干滑动磨损试验条件下具有优异的耐磨性能并随着(Ti+C)含量的增加而提高。

激光熔覆原位析出增强颗粒热力学及显微组织研究

把理论与试验相结合,通过热力学理论计算,选择出合理的激光熔覆涂层体系,利用横流CO2激光器在铜合金表面激光熔覆Ni基复合材料涂层,原位自生陶瓷颗粒增强相。通过对激光熔覆涂层反应体系ΔGT的计算及XRD分析得知:TiB增强颗粒可以原位生成。利用OM、SEM和显微硬度计,分析测定涂层的显微组织形貌和截面显微硬度分布情况。结果表明:熔覆层与基体具有良好的结合界面,涂层内枝晶组织细小均匀。熔覆层平均显微硬度比基体显著提高,约为基体平均硬度值的3倍。

TiC颗粒增强铁基复合材料高温冲击特性及断口分析

对自蔓延高温合成/准热等静压法(SHS/PHIP)制备的TiC颗粒增强铁基复合材料进行了高温冲击实验。利用扫描电镜、X射线衍射仪分别对冲击前该复合材料的显微组织和相组成以及冲击后断口形貌和断面物相组成进行了分析。研究表明:随温度的升高,TiC颗粒增强铁基复合材料的冲击韧度增大,断口周围的塑性变形程度增加;室温、550、650和750℃下的冲击断口都以沿晶脆性断裂为主,在一些较粗大的TiC颗粒中还出现了穿晶裂纹;高温冲击过程中,该复合材料发生了氧化,断口局部区域出现少量疏松的氧化组织。

原位自生MAX相增强TiAl基复合材料

叙述了近年来国内外原位自生MAX相增强TiAl基复合材料的研究进展。叙述了MAX相结构和性能,MAX相增强TiAl基复合材料的原位合成工艺的研究进展及原位合成机理,并对复合材料的微观组织、界面结构以及力学性能进行了综述,最后对其应用进行展望。