Microstructural characteristics and properties in centrifugal casting of SiC_p/Zl104 composite

The microstructural characteristics and Brinell hardness of a cylinder produced by centrifugal casting were investigated using 20%(volume fraction)SiCp/Zl104 composites.Macrostructure and XRD analysis show that most of SiC particles segregate to the external circumference of the cylinder,the other SiC particles maintain in the inner circumference of the cylinder,and a free particle zone is left in the middle circumference of the cylinder.Microstructural characteristics and quantitative assessment of SiC particles show that most of congregated SiC particles in 20%SiCp/Zl104 composites are dispersed by centrifugal force,and the other congregated SiC particles and most of alumina oxide are segregated to the inner circumference of the cylinder.The SiC particles in aluminum melt can promote the refinement of primaryα(Al)during solidification,and fine primaryα(Al)grains can also promote the uniform distribution of SiC particles.Brinell hardness of SiCp/Zl104 composites is connected with not only the volume fraction of SiC particles,but also the distribution of SiC particles in matrix alloy.

超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘工艺及力学性能研究

基于超音速火焰喷涂(High Velocity Oxygen Fuel,HVOF)技术,在7075高强铝合金表面制备出碳化钨(WC)颗粒来增强镍基合金的耐磨层,分别利用光学显微镜、扫描电镜对喷涂层及界面过渡区(Interface Transition Zone,ITZ)微观组织进行表征,技术制造分别使用显微硬度仪和万能试验机对喷涂层的显微硬度和抗剪强度进行测试,探求铝基复合制动盘超音速火焰喷涂工艺。结果表明,超音速火焰喷涂制备铝基复合制动盘的工艺参数为铝基合金表面WC颗粒含量为35%,氧油比约为3∶1,送粉量为80 g/min,喷涂距离为330 mm,入射速度为450 m/s,制动盘转速为7 r/min,氮气流量为10 L/min;铝基复合制动盘喷涂层微观组织为奥氏体基体上弥散分布着大量WC颗粒,致密度高达94%;喷涂层显微硬度约为1500HV,剪切强度约为147.3 MPa,满足制动盘力学性能要求。

颗粒增强铝基复合材料制动盘的组织和性能

对过共晶铝合金颗粒增强复合材料在不同的工艺条件下(即不同的浇注温度、模具温度和离心机转速)成形的5个铸件在铸态、T4态和T6态的金相组织、耐磨性和硬度进行对比分析,以得到最适合做制动盘的材料和成形工艺。研究结果表明,Al-21Si-5Mg-1Cu-1Ni-0.2Ti-0.4Mn材料在浇注温度为757℃、模具温度为100℃和离心机转速为400r/min条件下浇注,并进行T6处理后,可得到硬度(HRB)为89.6和耐磨性较好的材料,可用于制作制动盘。

WC颗粒增强铁基梯度功能复合耐磨材料研究

用离心铸造的方法获取了碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料,这种复合材料的微观组织结构、合金元素以及显微硬度呈梯度分布特征,并在ML 10 0磨料磨损试验机上测定了其耐磨性,分析了磨损机制。结果表明,这种具有梯度分布特征的复合材料具有优良的磨性能;其磨损方式主要是显微切削和颗粒脆性剥落。

离心铸造工艺制备WC颗粒增强钢基回转体零件研究

通过改进现有悬臂式离心铸造机,成功制备了外径200 mm、内径140 mm、长150 mm的碳化钨颗粒增强钢基回转体复合材料。分析了增强颗粒在离心铸造中的受力情况,推出液态金属中的颗粒在离心力场下的运动规律。采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射,分析了复合层中碳化钨颗粒的分布规律,以及复合层的物相组成。结果表明,碳化钨颗粒体积分数在复合层中由内向外逐渐增加,其表层碳化钨颗粒复合层厚度约5 mm,颗粒与基材结合良好,没有夹杂、裂纹等缺陷;颗粒与颗粒之间无缠结团聚现象;颗粒周围部分溶解,复合层中存在Fe3W3C相,颗粒与基材间形成冶金结合。

离心铸造铁基梯度功能复合材料

用离心铸造的方法获取碳化钨颗粒增强铁基复合材料,分析了复合材料的力学性能、微观组织结构及界面反应。结果表明:WCP/Fe-C复合材料表层厚度为18-25mm,WCP体积分数约70％,其冲击韧度ak达到5-6J/cm2,复合材料表层和基体硬度分别达到63-65HRC和50-55HRC。WC颗粒能够被高温铁液局部溶解,甚至解体,使复合材料表层和基体不同程度合金化。

外加颗粒增强钢基复合材料的研究

采用离心铸造法获得了WC颗粒增强钢基复合材料环形件,其复合层厚度为15～18 mm。分析表明:复合材料层的组织由大量的骨状的复式碳化物和针状马氏体基体组成;复合材料层中增强颗粒被高温钢液全部溶化,原位析出含W,Fe,Cr,Mo复式碳化物;基体合金被溶解的增强颗粒不同程度的合金化,复合层从外至内韧性升高、硬度降低,但梯度不大。

SiC_p/A356复合材料的制备质量检验及控制

针对搅拌铸造制备SiC颗粒增强铝基复合材料的特点,提出了材料复合质量的快速检验方法和质量评判方法,讨论了控制及提高材料复合质量的方法和途径.以此为基础制备出了分布均匀、孔隙率低、含SiC的体积分数为20%的颗粒增强铝基复合材料,并采用所制备的铝基复合材料制造出了我国高速列车制动盘.

SiC_p增强铝基复合材料离心铸造活塞的组织与性能

利用离心铸造结合搅拌复合法,在离心铸造机转速为800r/min,浆料温度为850、850、800、800℃,对应的模具温度分别为600、500、600、500℃的条件下,制备了SiCp增强铝基复合材料活塞。研究了浆料温度和模具温度对SiCp偏聚分离的影响。结果发现,浆料温度和模具温度越高,SiCp偏聚效果越明显。此外还研究了4种工艺条件下活塞的硬度和耐磨性特点,SiCp偏聚区硬度比基体高,改善了活塞的耐磨性。

离心铸造半钢辊环颗粒增强材料研究

采用炉内加入、包内加入及随流加入方法试验研究了颗粒增强材料在离心半钢辊环的加入方式,并对不同冷型转速条件下颗粒的分布及对半钢材料性能的影响进行了研究。结果表明,采用炉内加入方式颗粒在半钢基体材料中分布较均匀,增强效果显著。冷型转速对颗粒材料在基体内的分布影响较小。

电磁离心铸造B_4C和SiC增强铝基复合材料的研究

研究了电磁离心铸造B4C颗粒和SiC颗粒同时增强Al基复合材料在不同励磁电压下两种颗粒的分布,以及颗粒分布对复合材料硬度的影响。试验结果表明,在电磁离心铸造过程中施加0V励磁电压时,在试样截面上B4C颗粒和SiC颗粒分别分布在内外两侧,施加50V励磁电压时,B4C趋于向外层均匀化分布;施加100V励磁电压时SiC趋于向内层均匀化分布。颗粒的分布决定了硬度值的分布变化。

轨道交通制动盘用颗粒增强铝基复合材料研究及进展

轨道交通装备轻量化是节能降耗、降低成本的有效手段。制动盘轻量化可减轻簧下重量,从而降低车辆运行阻力、减轻轨道压力,对降低运行及维护成本有重要意义。颗粒增强铝基复合材料具有低密度、高比强度、高比刚度等优点,因而成为轻量化轨道交通制动盘的关键材料之一。文章介绍颗粒增强铝基复合材料制备方法与增强颗粒对材料综合力学性能的影响;展望该类材料未来研究方向,以期为颗粒增强铝基复合材料轨道交通制动盘开发提供参考。

碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料离心复合工艺

为了提高回转体零件的耐磨性能,延长其使用寿命,采用离心铸造复合工艺,以碳化钨为增强颗粒,HT200为基体,成功制备了外径为200mm,轴向长度为150mm的碳化钨颗粒增强铁基回转体复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜等分析方法对复合层颗粒与基体界面进行分析。结果表明,复合材料中复合层在轴向以及径向上均匀分布。颗粒与基材结合良好,无团聚现象。颗粒因为粒径大小的不同而发生溶解,并与基体形成冶金结合。