淬火工艺对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响

研究了淬火工艺对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响,结果表明:原位自生TiCp/Fe材料经淬火处理后,不仅主要基体组织由片状珠光体转变为针状马氏体,而且析出细小的TiC颗粒;从而使得原位自生TiCp/Fe材料硬度大幅度提高,冲击韧性略有下降。

原位TiC_p/Fe复合材料的制备工艺优化

采用反应铸造法在工业化生产条件下制备了原位TiCp/Fe复合材料.在保证Ti与C反应质量比为4:1的基础上,通过正交试验设计及金相组织观察和性能测试,研究了不同成分配比和工艺参数对材料组织与性能的影响,优化了该材料的制备工艺.结果表明:C和Ti质量分数增加,TiC颗粒体积分数增加,可提高材料的性能;Si质量分数过高,可降低冲击韧性;反应温度在1600～1700℃范围内,对材料性能影响波动不大;随着保温时间延长,TiC反应合成充分、尺寸会变大.

熔体覆盖剂对原位TiC_p/Fe复合材料组织和力学性能的影响

论述了用三种覆盖剂熔炼制备原位TiCp/Fe复合材料的试验方法,并对不同覆盖剂熔炼制备的复合材料金相组织进行观察,对其力学性能进行了测试.结果表明:熔体覆盖剂保护熔炼制备原位TiCp/Fe复合材料在工业化生产中是可行的熔炼技术,对指导工业化生产有着非常的实际意义;使用3＃熔体覆盖剂进行保护熔炼效果好,制备的原位TiCp/Fe复合材料的铸态冲击韧性αk值为14.53(J/cm2),硬度值HRC为42.8.

原位TiC_P/Fe复合材料的二次加工特性

对原位TiCP/Fe复合材料二次加工(热处理、焊接、切削加工)特性进行研究,并对其工业化生产应用做了大量的基础工作。结果表明:通过加热处理的方法可以消除原位TiCP/Fe复合材料在铸造过程中带来的一些组织缺陷,改变基体组织使性能提高;TiC颗粒不宜通过加热处理给予改变;原位TiCP/Fe复合材料在焊接过程中,TiC增强颗粒没有发生变化;焊缝处没有裂纹;可焊性较好;TiC陶瓷颗粒使TiCP/Fe复合材料的切削加工的切削力增大;切削温度增高;对加工表面粗糙度影响不大;TiCP/Fe复合材料可加工性与45#钢相似。

原位TiC_P/Fe复合材料的可加工性初探

用工业化生产条件下制备的原位TiCp/Fe复合材料,采用PCBN刀具干式切削方法对其机械加工性进行试验.用45#钢与原位TiCp/Fe复合材料进行对比,以说明其可加工性.试验结果表明:原位TiCp/Fe复合材料的切削力比45#钢的切削力要大60N;切削升温比45#钢高出90℃;被加工表面的粗糙度与45#钢相近;原位TiCp/Fe复合材料的可加工性与45#薛钢相似.

原位自生TiCp/Fe复合材料制备过程中覆盖剂的研究

采用四种覆盖剂熔炼制备原位TiCp/Fe复合材料,并对不同覆盖剂熔炼制备的复合材料Ti元素的烧损进行分析,对其金相组织进行观察。结果表明,采用由草木灰+木炭复合的1#覆盖剂防氧化烧损性能最佳,制备的原位TiCp/Fe复合材料的TiC颗粒多且均匀分布,Ti烧损率仅17.1%。

Ni元素对原位自生TiCp／Fe复合材料组织和性能影响的研究

探讨了Ni元素对TiCp/Fe复合材料组织结构、力学性能及有害相的作用。结果表明,Ni元素对抑制TiCp/Fe复合材料中的石墨有害相有明显的作用,可以显著减少,甚至完全消除TiCp/Fe复合材料中的片状石墨有害相。同时,在Ni元素合金化作用下,TiC增强相数量增多,珠光体片层间距变小,这有效提高了TiCp/Fe复合材料的力学性能。

重熔对TiCp/Fe和VCp/Fe原位复合材料的影响

采用原位合成工艺制取TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料并浇注Y形试块,然后将试块重新熔化并重新浇注试块,借助金相显微镜和扫描电镜研究重新熔化前后的组织变化。结果表明:原位TiCp/Fe复合材料重熔后,TiC颗粒的尺寸、形状及其在基体中的分布没有明显变化,颗粒的数量有所减少,基体的硬度有所降低;原位VCp/Fe复合材料重熔后,VC颗粒的尺寸稍微减小,颗粒在基体中分布更加均匀,有利于提高复合材料的韧性。

原位TiC_P/Fe复合材料组织中的有害相及其防止措施

研究了原位 (in situ) Ti CP/Fe复合材料组织中有害相 Fe3C和 Fe2 Ti的形成过程及其防止措施。结果表明 :Fe3C和 Fe2 Ti均在 Fe- Ti- C熔体等温反应后的凝固过程中形成 ,且与奥氏体中固溶的 Ti量有关 ;对熔体进行微量Cu、Ni合金化及孕育处理可促进熔体中 Ti C颗粒的形成 ,并有效地防止组织中有害相的产生 ,从而使复合材料的性能得以进一步提高。

Cu-Fe-Ag原位复合材料的组织和性能

系统研究了合金元素Ag对Cu-Fe原位复合材料微观组织、力学性能和导电性能的影响规律。采用熔铸-形变法分别制备了Cu-12 wt%Fe、Cu-14 wt%Fe-1 wt%Ag、Cu-14 wt%Fe-3 wt%Ag和Cu-11 wt%Fe-6 wt%Ag4种原位复合材料。测试了不同应变下材料的抗拉强度和电阻率。采用扫描电镜(SEM)观察了材料的微观组织演变和拉伸断口形貌,用能谱仪(EDS)分析了Fe和Ag在Cu基体中的分布。结果表明,添加Ag可以细化初生的Fe枝晶,强化Cu基体,降低高温下Fe在Cu中的固溶度,材料的强度和电导率同时得到提高。但添加Ag后,材料的塑性变形能力降低,在较低的应变下,拉伸试样的断口就表现出剪切断裂特征。

原位复合TiC和(TiW)C增强Fe基复合材料

研究了原位合成 1 0 % (体积分数 )TiC Fe和 (TiW )C Fe复合材料 ,采用扫描电镜分析了复合材料的微观结构 ,利用X射线分析了相组成·结果表明 ,在TiC Fe复合材料中 ,TiC作为惟一的第二相有粒状和条状两种形态·分析认为 ,粒状为先共晶相 ,而条状为共晶·通过用W替代部分Ti,成功地制备了 1 0 % (体积分数 ) (TiW)C Fe复合材料 ,其中 ,(TiW)C作为惟一的第二相比较均匀地分布在Fe基体中 ,其形态大部分呈粒状·在粒状 (TiW)C相中 ,W和Ti呈不均匀分布 ,这种特征与凝固过程中 (TiW)C的形成过程有关·与TiC相比 ,(TiW)C的密度与Fe更为接近 ,因此如果在液态金属中通过反应法形成 。

原位合成TiC/Fe基复合材料的组织结构和磨损性能

利用粉末冶金技术,在真空状态下使Fe-Ti-C体系进行碳化反应原位合成TiC/Fe基复合材料,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析复合材料的组织结构和相组成,用热分析法和高温X射线衍射研究Fe-Ti-C体系原位合成的反应机理,用MM-200磨损试验机对复合材料进行耐磨性实验。研究结果表明,反应合成的复合材料主要相组成为TiC、α-Fe和Fe3C,所合成的硬质相TiC颗粒细小,在铁基体中均匀分布。三元体系Fe-Ti-C的反应机理为,首先在765.6℃发生Fe的同素异构转变,即α-Feγ-Fe;其次在1078.4℃,Ti与Fe共熔而形成低共熔体Fe2Ti;最后在1138.2℃,C与Fe2Ti反应生成TiC。在重载干滑动磨损条件下此复合材料显示了很好的耐磨性能。

Cu和Fe大变形下的性能及Cu-Fe原位复合材料的强度计算

对工业纯Cu和纯Fe冷拔变形,研究大变形下性能与组织的变化。研究表明,在大变形的情况下,与退火态相比其抗拉强度、硬度和电阻率均有提高。纯Cu的抗拉强度、显微硬度和电阻率在截面真应变4.621时分别提高80.5%、42.5%和8.00%;纯Fe的抗拉强度、显微硬度和电阻率在截面真应变3.544时分别提高198.2%、54.4%和3.16%。随真应变的增大,Cu、Fe抗拉强度均明显增加,Fe表现的尤为突出。Cu的硬度和电阻率在应变增加到一定值后基本保持不变,而Fe的硬度和电阻率与抗拉强度一样始终随应变的增加而增加。用纯Cu和纯Fe在截面真应变3.544时的抗拉强度计算了Cu-11.5%Fe原位复合材料在相应变形下的抗拉强度,计算结果与测量值相符。

原位TiB_(2(p))/Fe复合材料的制备及其显微组织

利用Fe Ti B熔体反应制备了TiB2颗粒增强铁基复合材料,研究了该材料的显微组织。热力学分析表明,Fe Ti B熔体具有反应生成TiB2的可能性。试验结果表明,TiB2颗粒均匀分布于α Fe晶粒中,晶内TiB2粒子平均间距大于晶界。TiB2粒子尺寸大多为1～6μm,形状大多为接近等轴的多面体。

原位反应TiC_p／Fe、VC_p／Fe复合材料的油润滑摩擦及干摩擦磨损性能研究

对复合材料TiCp／Fe、VCp／Fe的油润滑摩擦磨损性能及干摩擦磨损性能进行了研究,对比在不同条件下复合材料的耐磨性,以及在工况相同的条件下,对比原位反应铁基复合材料与正火45钢的耐磨性。实验结果表明,在有润滑的条件下,由于VC陶瓷颗粒、TiC陶瓷颗粒对复合材料基体的增强作用,复合材料的耐磨性远大于正火45钢的耐磨性,而VCp／Fe复合材料的耐磨性比TiCp／Fe复合材料的耐磨性更好。在无润滑条件下,铁基复合材料的耐磨性也比正火45钢的耐磨性大得多。在载荷较大的条件下,TiCp／Fe复合材料的耐磨性比VCp／Fe复合材料的耐磨性更好。

TiC/Fe-Al原位复合材料制备及其显微结构

本文研究了用废弃的钢和球墨铸铁以及钛铝添加剂为原料 ,经熔炼和热处理制备TiC Fe3Al复合材料的工艺过程。用光学显微镜、XRD等方法观察了复合材料的相组成、显微结构 (TiC颗粒的大小和形状 ) ,进而分析了原料成分、热处理时间和温度对原位反应、TiC颗粒的生成及显微结构的影响规律。

灰铸铁与铬棒原位生成(Fe,Cr)_7C_3/Fe复合材料

利用铸渗复合-热处理原位反应工艺,将铬棒与灰铸铁进行铸造复合,并对其进行热处理使铬棒与铸铁基体中的碳原子发生原位反应,制备出(Fe,Cr)7C3颗粒增强铁基复合材料。用XRD、SEM及EDS对单根铬棒与灰铸铁反应产物的微观结构和成分分布进行研究。结果表明:在1150℃保温1.5h,单根准2mm铬棒反应完毕,反应产物主要有初生(Fe,Cr)7C3和共晶(Fe,Cr)7C3,且分布均匀;板状和六方状初生(Fe,Cr)7C3的硬度分别为1446、1524HV0.1;反应区的显微硬度达1278HV0.1,约是灰铸铁基体的5.3倍。

TiCp/Fe复合材料制备及组织分析

借助X射线衍射(XRD)、光学金相显微镜以及扫描电镜(SEM),研究了反应铸造工艺制备的原位TiCp/Fe复合材料中增强颗粒的分布和形貌,并通过能谱仪确定了材料微区合金相对成分。结果表明:原位TiC增强颗粒均匀分布在基体中,呈四边形或多边形。Ti元素主要分布在增强颗粒中,并有一部分固溶于基体。由于Ti元素的烧损,生成了有害相石墨。

原位自生TiCp/6061复合材料的组织、硬度及耐磨性能

采用接触反应法制备了原位自生TiCp/6061复合材料,利用XRD和SEM对复合材料进行物相分析及微观形貌观察,用6061铝合金基体材料作为对比,研究了增强粒子含量对复合材料硬度和摩擦磨损行为的影响。结果表明,采用接触反应法,以Ti粉、C粉和Al粉作为生成TiC增强相的原材料,可直接在6061铝合金基体中原位生成TiC颗粒,TiC颗粒呈规则多边形,尺寸为0.5~1μm。随着增强粒子含量的增加,原位自生TiCp/6061复合材料的硬度明显提高,T6热处理后5%(质量分数)的TiCp/6061复合材料的硬度为120.5HBS,比基体6061铝合金提高了28.1%。这是TiC颗粒对6061基体材料的位错强化和细晶强化综合作用的结果。此外,随着增强粒子含量的提高,原位自生TiCp/6061复合材料的耐磨性也增强;T6热处理后,在100 N恒压作用下与GCR15材料对磨300 s,基体6061铝合金失重是5%(质量分数)TiCp/6061复合材料的2倍。其原因在于TiC颗粒含量的提高减小了对磨材料与复合材料的有效接触面积,从而增强了原位自生TiCp/6061复合材料的耐磨性能。

稀土对原位TiC_p/Fe复合材料微观结构的影响

研究了稀土元素加入后原位TiCp/Fe复合材料微观结构的变化。结果表明 ,稀土元素在Fe Ti C熔体中可形成细小的稀土复合化合物粒子 ,能促进TiC增强体的非均匀形核 ,并使组织中原位TiC颗粒的尺寸增加、数量减少 ;与此同时 ,添加稀土元素有效地改善了组织中Fe2 Ti相的分布 ,晶界上已无明显的Fe2 Ti相存在 。