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。

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。