TiC/NiCr金属陶瓷与1Cr13不锈钢的真空钎焊

以CuMnNi和CuMnCo合金为钎料,采用真空钎焊方法实现了TiC/NiCr金属陶瓷与1Cr13不锈钢的牢固连接。研究了钎料类型及钎焊工艺对钎缝接头力学性能与微观结构的影响。结果表明,采用CuMnNi钎料时在1050℃保温30min的钎焊工艺下获得了最高界面抗剪强度为338MPa,而采用CuMnCo钎料时在1050℃保温60min的钎焊工艺下获得了最高界面抗剪强度为274MPa,剪切断口发生在金属陶瓷靠近钎缝侧。良好的界面扩散互溶是获得较高界面连接强度的主要原因。并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析等方法对钎焊接头微观组织、剪切断口进行了观察和分析。

TiC/NiCr金属陶瓷复合材料摩擦磨损性能

用粉末冶金法制备不同 Ti C颗粒含量的 Ti C/ Ni Cr金属陶瓷复合材料 ,讨论了它们的显微组织特点 ,研究了该复合材料在水润滑条件下的摩擦磨损性能 .试验结果表明 :随着 Ti C颗粒含量增加 ,金属陶瓷的耐磨性能明显提高 ;在本试验条件下 ,当 Ti C颗粒体积分数为 6 7%左右时 ,Ti C/ Ni Cr金属陶瓷复合材料的耐磨性能最佳 ;其磨损失效机制主要是在磨损过程中 Ti C颗粒以显微脆断方式剥落产生磨损 。

TiC对激光熔覆Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷组织和性能的影响

Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷具有高硬度,优异的耐磨、耐腐蚀性能,应用前景广阔。文中对激光熔覆制备Mo_(2)FeB_(2)金属陶瓷进行了研究,采用扫描电镜(SEM)及其附带的能谱(EDS)、X射线衍射仪、硬度计及磨损试验等手段,研究了粉末中TiC加入量对熔覆层组织与性能的影响。结果表明,通过熔池的冶金反应原位合成获得了以Mo_(2)FeB_(2)为硬质相的熔覆层;随着粉末中TiC添加量的增加,硬质相由不添加TiC的细长条状变为块状,且尺寸逐渐减小;添加5%TiC粉末时,熔覆层的显微硬度最高,达到994HV,其耐磨性是Q235的3.27倍,主要为粘着磨损,母材Q235为磨料磨损。

WC与钼质量比对TiC基金属陶瓷显微组织和性能的影响

制备了WC和钼总质量分数为8%,WC与钼质量比分别为1:4,2:3,3:2,4:1的TiC基金属陶瓷,研究了WC与钼质量比对试样显微组织和性能的影响。结果表明:不同WC与钼质量比试样中的硬质相均为芯-环结构,芯相主要为TiC,环相为(Ti,M)C(M为Mo,W,V);当WC与钼质量比大于1时,黏结相中原位析出(Ti,M)C纳米颗粒;随着WC与钼质量比增加,试样的抗弯强度、断裂韧度和硬度均先增大后减小,密度增加,当WC与钼质量比为3:2时,TiC基金属陶瓷的综合性能最佳,密度较高,硬度、抗弯强度、断裂韧度最大,分别为1546 HV,1200 MPa,6.61 MPa·m^(1/2);当WC与钼质量比小于1时,弯曲时试样中的硬质相发生穿晶断裂形成解理断面,黏结相发生撕裂变形形成粗糙断面;当WC与钼质量比大于1时,纳米颗粒从黏结相中拔出形成韧窝,WC与钼质量比越大,断口上的韧窝比例越少。

TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷的微观结构与力学性能

采用粉末冶金真空烧结方法制备了TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷.研究了Mo含量对TiC/NiCrAlTi金属陶瓷的微观结构与力学性能的影响.结果表明,在TiC/NiCrAlTi金属陶瓷中添加Mo后,在金属陶瓷的硬质相颗粒周围出现了典型的环形相,随着Mo含量的增加,环形相增多变厚,致使金属陶瓷的硬度线性增加,环形相的生成使金属陶瓷硬质相的颗粒细化、尖角钝化,从而提高了金属陶瓷的抗弯强度,当环形相过度发达时由于其本身较脆,金属陶瓷的抗弯强度降低,Mo含量为4%(质量分数)时抗弯强度达到最大值.

TiC/NiCrMoAlTi金属陶瓷烧结过程研究

用 DTA方法研究了 Ti C/ Ni Cr Mo Al Ti金属陶瓷复合材料体系烧结过程 ,结果表明 :温度升高到 5 90～ 6 6 5℃ ,Al与 Ni发生反应 ,生成 Ni Al3,Ni2 Al3,Ni Al和 Ni3Al,继续升温到体系出现液相时 ,除 Ni Al外的其它产物均以[Al]和 [Ni]形式溶于液相中 ,在随后冷却阶段 ,在粘结相基体中沉淀析出金属间化合物 Ni3Al。该金属陶瓷体系真空烧结液相出现温度约为 1330℃。

TiN含量对Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷微观结构和力学性能的影响

采用粉末冶金真空烧结方法制备了Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷.研究了TiN含量对Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷微观结构与力学性能的影响.结果表明,TiN的加入既改变了金属陶瓷硬质相颗粒的尺寸.使其变小,也改变了硬质相颗粒的形貌, 使其由圆形变为多边形;随TiN含量的增加,金属陶瓷的抗弯强度均出现先增加后降低的规律,但在较低的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为4%时达到最大值,而在较高的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为6%时达到最大值;硬度在TiN含量≤10%时变化不明显, TiN含量>10%时硬度急剧下降;抗弯断口以穿晶解理为主要的断裂模式.

反应等离子喷涂TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层的显微组织

采用前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-Ni-C系粉末,并通过反应等离子喷涂技术(RPS)原位合成并沉积了TiC/Fe-Ni基金属陶瓷复合涂层。利用XRD、SEM和EDS研究复合粉末和涂层的成分、组织结构,考察复合粉末的TiC含量及复合粉末粒度对涂层组织结构的影响。结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;TiC/Fe-Ni复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于晶粒内部而形成的晶内型复合强化片层叠加而成,基体主要为(Fe、Ni)固溶体,TiC颗粒呈纳米级;涂层TiC含量较高时,纳米级TiC颗粒弥散分布更均匀;喷涂粉末粒度较大时,片层厚度较大,孔隙率较高。

超音速火焰喷涂制备NiCr金属陶瓷涂层的抗高温硫腐蚀与冲蚀磨损性能

为解决燃用高硫煤的超临界、超超临界机组锅炉受热面发生的高温硫腐蚀与冲蚀磨损,采用超音速火焰喷涂技术,喷涂自主开发的NiCr金属陶瓷涂层,研究该涂层的抗高温硫腐蚀性能以及冲蚀磨损性能,并通过现场挂片试验,考察涂层经过8 000 h服役后的剥落情况。喷涂态NiCr金属陶瓷涂层孔隙率为0.55%。在700℃环境中的高温硫腐蚀试验结果表明NiCr金属陶瓷涂层具有比2Cr13高的抗高温硫腐蚀能力,同时该涂层具有较高的抗冲蚀磨损性能。该研究利用超音速火焰喷涂的NiCr金属陶瓷涂层在贵州某燃用硫含量为2.81%的高硫煤火电厂中经8000h现场挂片服役后,涂层表面完好,结果表明该NiCr金属陶瓷涂层可有效提高超临界、超超临界机组受热面的抗高温硫腐蚀和磨损性能。

采用SHS/QP技术制备TiC-xNi金属陶瓷——I.燃烧合成过程研究

ＳＨＳ／ＱＰ技术是一种新的材料制备方法。本文分析了组成、稀释剂等对ＴｉＣ－ｘＮｉ体系的ＳＨＳ过程和结构的影响。ＴｉＣ－２０ｍｏｌ％Ｎｉ的ＳＨＳ过程激活能为１６６ｋＪ／ｍｏｌ，预示着其反应过程为溶解－析晶机理控制。采用ＣＦＱ法。

TiC金属陶瓷/钢钎焊接头的界面结构和连接强度

采用BAg45CuZn钎料对自蔓延高温合成的TiC金属陶瓷与中碳钢进行了真空钎焊连接,利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射等分析手段对接头的界面结构和室温抗剪强度进行了研究。结果表明,利用BAg45CuZn钎料可实现TiC金属陶瓷与中碳钢的连接;接头的界面结构为TiC金属陶瓷/(Cu,N i)固溶体/Ag基固溶体+Cu基固溶体/(Cu,N i)固溶体/(Cu,N i)+(Fe,N i)/中碳钢;在连接温度为850℃保温10 m in的钎焊条件下,接头的抗剪强度可达121 MPa。

采用SHS/QP技术制备TiC-xNi金属陶瓷——Ⅱ.加压工艺与材料性能

已经研制出新的ＳＨＳ／ＱＰ材料制备系统。本文中研究了高压延迟、高压延时、高压压力等工艺参数对ＴｉＣ－ｘＮｉ金属陶瓷密实度和结构的影响。讨论了ＳＨＳ／ＱＰ过程中材料结构形成的机理。通过优化工艺参数和材料组成，制备出了良好性能的金属陶瓷。为金属陶瓷的制备提供了一条新的途径。

纳米TiC增强Ti(C、N)基金属陶瓷材料的组织与性能研究

采用自制的纳米TiC粉末制备Ti(C、N)基金属陶瓷。研究了纳米粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,粉末冶金过程中,纳米TiC粉末易于在粘结相中扩散与溶解及沿晶界分布,降低了硬质相在粘结相中的溶解度,抑制了晶粒长大,同时微观上造成局部富C和稳定了硬质相中的C含量,使金属陶瓷材料的环形相增多尺寸增厚。抗弯强度与晶粒尺寸满足于Hall Petch公式,5%～10%(质量分数)的纳米粉末加入量可使金属陶瓷的抗弯强度得到较大的提高,但硬度与晶粒尺寸的关系反Hall Petch公式。

Zn元素含量对AgCuZn钎料在TiC金属陶瓷表面润湿性的影响

在AgCu共晶钎料中添加不同量的Zn元素熔炼成AgCuZn钎料,并在陶瓷表面进行润湿试验.结果表明,当Zn元素含量为25%(质量分数)时,钎料在陶瓷表面润湿角最小,为23.5°;从近钎料外表面到钎料/陶瓷界面,组织依次为(Cu,Ni)+Ag(s.s)+Cu(s.s)/Ag(s.s)+Cu(s.s)/(Cu,Ni)/Ag(s.s)+Cu(s.s)+TiC金属陶瓷/TiC金属陶瓷.随着钎料中Zn元素含量增加,钎料/TiC金属陶瓷界面处(Cu,Ni)固溶体形态由块状弥散分布变为层状分布;Zn元素在真空中挥发能促进界面元素的溶解和扩散,从而使固液界面张力减小、钎料表面张力增大,最终导致润湿角随着钎料中Zn元素含量增加而出现最小值.

超音速火焰喷涂NiCr金属陶瓷涂层的高温硫腐蚀性能

超(超)临界机组锅炉管在硫含量较高的烟气环境中常遭受严重的高温硫酸盐及硫化腐蚀,成为锅炉安全的隐患。在2Cr13不锈钢表面利用超音速火焰喷涂(HVOF)制备了NiCr金属陶瓷涂层(1375VM和TPRI-A),并用超音速电孤喷涂(SWAS)制备传统45CT涂层以作比较,研究了各涂层在700℃,H_2-1%H_2S环境中的硫化腐蚀性能以及涂覆(0.9Na,0.1K)_2SO_4盐膜后在700℃,O_2-1.5%(SO_2+SO_3)环境中的高温硫酸盐腐蚀性能。结果表明:HVOF制备的NiCr金属陶瓷涂层比SWAS制备的45CT涂层具有更优异的抗高温硫酸盐腐蚀及硫化腐蚀性能:封孔处理可显著提高HVOF制备的TPRI-A涂层的抗高温硫酸盐腐蚀以及硫化腐蚀性能。

SHS-PHIP法制备TiC-Ni(Mo)金属陶瓷

采用 Ti粉、碳黑、Ni粉和 Mo粉的混合物 ,通过自蔓延高温合成 (SHS)结合准等静压 (PHIP)方法制备了Ti C- Ni(Mo)金属陶瓷材料。X射线衍射结果表明 ,材料由 Ti C相和 Ni合金粘结相组成。扫描电镜观察 ,球形的 Ti C颗粒较均匀地分布在 Ni合金粘结相中 ,Ti C颗粒尺寸约为 2～ 4 μm,在局部较大的 Ti C颗粒之间存在微孔缺陷。SHS- PHIP法制备的 Ti C- Ni(Mo)金属陶瓷材料具有良好的致密性和优良的力学性能。

反应爆炸喷涂制备TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层

以钛铁粉、羰基镍粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料,通过前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂粉末,并通过爆炸喷涂技术原位合成并沉积TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层;利用XRD、SEM和EDS研究喷涂复合粉末和涂层的相组成、显微结构。结果表明:采用前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-Ni-C反应喷涂复合粉末粒度均匀;所制备的TiC/Fe-Ni复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于金属基体内部而形成的复合片层叠加而成,基体主要是(Fe,Ni)固溶体;TiC颗粒大致呈球形,粒度为纳米级;复合涂层的平均显微硬度HV0.2为18.9GPa。

Ti/Nb作中间层脉冲加压扩散连接TiC金属陶瓷与不锈钢

用Ti/Nb作中间层,在温度890℃、时间4~12min、脉冲压力2~10MPa、频率f=0.5Hz、恒压10MPa下,对TiC金属陶瓷和304不锈钢(304SS)进行脉冲加压与恒压扩散焊,获得了牢固的固相扩散焊接头。通过扫描电镜SEM、能谱EDS、X射线衍射XRD与剪切性能测试,对接头的显微组织、界面产物与强度进行分析。结果显示:两种接头的界面物相相似,主要有σ相,(β-Ti,Nb)与α+β-Ti固溶体。连接时间10min时,恒压下的TiC/304SS接头抗剪强度为55.6MPa,而脉冲加压下的接头抗剪强度达110MPa。恒压下接头断裂方式为TiC陶瓷断裂,而脉冲压力下接头断裂方式为TiC陶瓷与界面产物间交替进行的混合断裂。

Mo含量对TiC基金属陶瓷组织和力学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了6组不同Ni、Mo添加量的金属陶瓷材料。通过扫描电镜观察组织结构、断口形貌及裂纹扩展,用三点弯曲法测试抗弯强度,用洛氏硬度计测得试样硬度。试验结果表明,添加Mo后,TiC基金属陶瓷呈现出典型的芯壳结构,组织细化明显。当TiC含量为70%、Ni∶Mo=2∶1时,材料的抗弯强度、硬度与断裂韧性综合力学性能最好,分别为1362 MPa,92.4 HRA,14.8 MPa.m1/2。

两种TiC基金属陶瓷的组织结构与刀具切削性能

采用纳米TiN加入微米TiC混合粉末(A)和纳米TiC0．7N0．3固溶体粉末(B)两种配料,用无压烧结方法制备了A和B两种金属陶瓷材料及其相应刀具,对材料的组织和刀具的切削性能进行了研究。结果表明:A陶瓷相由黑色的芯和灰色的壳构成;而B陶瓷相兼有黑白两种芯和灰色的壳结构。分布于陶瓷相晶界处的纳米颗粒具有增强陶瓷基体的作用。在相同切削条件下,刀具A的切削性能比刀具B更好;高速切削时,氧化和扩散磨损加速了刀具的失效进程。