电场作用下电流大小对Fe-V-C体系燃烧合成的影响

采用G leeb le-1500D热模拟机,探讨电场下电流大小(1.0×104-2.3×104A)对Fe-V-C体系燃烧合成的影响。结果表明,在电场作用下,采用此体系可以在较低温度(632-740℃)下燃烧合成VC/Fe复合材料,其硬度为60-67 HRC。随电流增大,体系点火温度降低,点火延迟时间缩短,试样的致密性提高,硬度提高。在1.0×104-1.6×104A电流范围内,产物颗粒尺寸相差不大;在1.6×104-2.3×104A电流范围内,随电流增大,产物颗粒变大。

电场作用下预设升温速度对Fe-V-C系燃烧合成的影响

采用Gleeble热模拟机研究了预设升温速度对Fe-V-C体系在电场作用下燃烧合成的影响。用X射线衍射仪(XRD)以及扫描电镜(SEM)等研究了试样在不同预设升温速度下的相结构和显微组织。结果表明:在电场作用下,该体系的反应起始温度较低。预设升温速度对体系的影响呈阶段变化,当预设升温速度为600℃/s～1000℃/s时,合成过程以及合成产物的变化不大;当预设升温速度升至1400℃/s时,体系的点火温度降低、点火延迟时间缩短,合成产物颗粒变小,硬度提高。

电场诱导下压坯密度对Fe-V-C体系燃烧合成的影响

采用Gleeble热模拟机,在电场和大热流密度作用下,研究压坯密度对Fe-V-C三元系粉末压坯燃烧合成的影响。结果表明,当压坯相对密度为73%～83%时,体系的点火温度范围为753～771℃;随压坯密度增大,体系点火温度提高,点火延迟时间增加,所达到的最高温度也有所提高;压坯密度对燃烧合成产物的相组成影响不大,均由FeC、V8C7和V6C5组成;但随压坯密度增大,产物颗粒有所长大。

电场作用下Fe-V-C体系燃烧合成的显微组织转变

采用Gleeble-3500D热模拟机,通过对Fe-V-C粉末压坯分别升温至400～1100℃的解析实验,研究Fe-V-C体系在电场作用下燃烧合成的显微组织转变。结果表明:在电场和热场的共同作用下,体系的点火温度可大幅度降低。在加热早期400℃之前,体系虽未发生化学反应,但显微结构在一定程度上发生变化;当加热温度在400～540℃范围内时,体系被点燃发生"热爆"现象,在燃烧合成反应前期,生成了V2C;当加热温度提高到540～650℃,碳化钒产物除了V2C,还有V8C7、V6C5生成;随加热温度进一步提高到650～1100℃,V2C逐渐消失,V和C的合成产物只有V8C7和V6C5。此外,通过合成反应得到的碳化钒产物颗粒细小,呈圆球状,均匀地分布在Fe基体中;在800℃之前产物颗粒随加热温度的提高而有所长大,在800～1100℃产物颗粒尺寸几乎无变化。

电场诱导Fe-V-C体系燃烧合成数学模型及机理研究

在前期实验结果的基础上,基于能量守恒定律,建立数学模型,得出Fe-V-C体系燃烧合成时转化率随反应时间转变关系曲线,发现电场作用下Fe-V-C体系燃烧合成符合金斯特林格扩散模型,得出了Fe-V-C体系燃烧合成反应机理。

Mn-Fe-V-C系热力学性质研究

实验测定了1450℃Mn-Fe熔体和Mn-Fe-V-C系中C的溶解度。Mn-Fe熔体自纯Mn到纯Fe浓度范围,C溶解度可用下式计算:-lnXC-9.6310XC=-1.6094XMn-0.3241或-lnXC-11.4624XC=1.4914XFe-1.9335。Mn-Fe-V-C系(XV=0.0041～0.0985,XFe=0.0036～0.0872),C溶解度,lgγC和lgfC的计算式分别是-lnXC-11.4624XC=1.4914XFe-6.0124XV-1.8335,lnγC=-1.8335+11.4624XC+1.4914XFe-6.0124XV和lgfC=0.1771犤%C犦+0.0066犤%Fe犦-0.0277犤%V犦+0.0594。通过热力学推导与计算,得到如下热力学数据:(1)Fe-C系和Fe-Mn-C系,lnγ0C=-0.3241,εCC=9.6310,eCC=0.1625,εMnC=0.5491,εMnC=1.6094,eMnC=0.0063;(2)Mn-C系和Mn-Fe-C系,lnγ0C=-1.9335,εCC=11.4624,eCC=0.1771,εFeC=0.3545,εFeC=1.4914,eFeC=0.0066;(3)Mn-Fe-V-C系,εVC=-6.0124,eVC=-0.0277。

Fe-V-Ce溶液的热力学性质研究

本文研究了在1550—1650℃Fe-V-Ce溶液体系的热力学性质。溶液中微量O,S与Ce建立平衡。已求得Ce与O,S反应的平衡常数。Ce_2O_2S的标准生成自由能及Ce与V的活度相互作用系数与温度的关系。

THERMODYNAMIC PROPERTIES OF Fe-V-Ce LIQUID SOLUTION

Thermodynamic properties of the Fe-V-Ce liquid solutions have been studied in the tempera- ture range of 1550-1650℃. The temperature dependences of the equilibrium constants of re- action Ce_2O_2S = 2[Ce]+2[O]+[S] and the standard free energy of formation of Ce_2O_2S have been obtained. The temperature dependences of the interaction coefficients e_v^(Ce) and e_(Ce)~v have also been determined.

等离子弧堆焊高铬铁基合金的组织形成机制及对显微硬度的影响

采用等离子弧堆焊的方法制备不同Cr含量的Fe-Cr-V-C堆焊层,分析了不同Cr含量对亚共晶、共晶和过共晶堆焊层M_(7)C_(3)尺寸与形态及性能的影响规律。通过SEM,EDS,XRD分析了堆焊层的显微组织及相组成,采用显微硬度计进行了硬度测试。结果表明:堆焊层组织由马氏体、奥氏体、M_(3)C,V_(2)C,共晶及初生M_(7)C_(3)组成;随着Cr含量的增多,共晶M_(7)C_(3)的数量逐渐增多,当w(Cr)超过10.10%后,堆焊层组织中开始出现初生六边形M_(7)C_(3),且数量逐渐增多;w(Cr)达到14.15%时,初生高硬度M_(7)C_(3)数量最多,且颗粒适中,形态分布均匀,使得堆焊层顶端显微硬度平均值最高,达到HV_(0.2)1 285。

原位合成(Ti,V)C增强铁基耐磨复合材料的研制

采用激光熔覆技术,通过调节钒含量制备多组Fe-Ti-V-C合金系统.借助金相、SEM和XRD等分析手段对熔覆层组织和碳化物形貌进行分析.结果表明,熔覆层中随着钒含量的提高,基体组织由F向F+M转变;颗粒状复合碳化物(Ti,V)C的数量逐渐增多,当加入钒含量超过13.3%时,初生(Ti,V)C形态由颗粒状转变为花瓣状.此外湿砂磨粒磨损试验表明,适量钒显著改善了熔覆层的耐磨性,当钒含量为13.3%时,大量颗粒状复合碳化物(Ti,V)C均匀弥散分布在铁素体及针状马氏体基体上,使得熔覆层具有最佳的耐磨性.

基于神经网络对Fe-V(Nb)-C系碳饱和溶解度非线性拟合分析

应用单输入、输出单元的BP人工神经网络模型算法,对在1450℃实验测得的Fe-V(Nb)-C系中碳的饱和溶解度热力学数据进行非线性拟合分析。其拟合误差检验精度比文献犤1犦线性回归精度更高、更能体现出实验数据的原始变化规律及排除偶然因素的干扰。该方法可供金属熔体热力学性质研究时参考。

粉末冶金原位合成VC/Fe复合材料的动力学过程研究

应用不同烧结温度制备VC颗粒增强铁基复合材料,用扫描电镜(SEM)观察各烧结温度下的微观结构,应用该组分做差热分析(DTA)、高温X射线衍射分析(XRD)对Fe-V-C体系原位合成VC的动力学过程进行研究,该动力学研究将为VC/Fe复合材料制备提供了理论依据。结果表明,在700℃时左右σ相(Fe V)在石墨的作用下发生分解,变成固溶了大量钒的α-Fe,随着温度的升高,V与C发生反应生成VC;温度越高,VC发生反应越激烈,并释放出大量的热量;1 100℃真空烧结后的组织为珠光体基体上分布着大小均匀呈球形的VC颗粒。

Fe-V(Nb)-C系热力学性质研究

在1450℃实验测得得，Fe－V－C和Fe－Nb－C系中碳的饱和溶解度，其计算式分别是：xc＝0．1980＋0．4152xv和xc＝0．1969＋0.8352xNb.1400～1600℃范围，Fe－C系计算式是：＝－5．0826＋8480×．通过热力学推导与计算，得到如下热力学数据：1）Fe－C系，lnγ°c＝－0．1339＝8.8551,＝0．1498；2）Fe－V－C系,＝－2.0970，＝－5.7737，＝－0.0247；3）Fe－Nb－C系，＝－4.2417.＝－11．6374，＝－0．0257．