激光功率和扫描策略对TiC增强高碳钢硬质合金层开裂行为影响规律

TiC增强高碳钢硬质合金是一种在工业领域得到广泛应用的耐磨材料,但在激光熔覆制备过程中容易产生裂纹.文中采用仿真分析和熔覆试验确定了激光功率和扫描策略对硬质合金裂纹行为的影响规律.借助ANSYS软件采用有限元法确定激光熔覆后熔覆层中的温度梯度和残余应力分布,采用扫描电子显微镜(SEM)对显微组织进行分析,结果表明,激光功率和扫描策略不同会导致在熔覆层内产生不同的热梯度分布、残余应力分布以及物相组织演变,这是造成熔覆层具有不同开裂倾向性的主要原因.高激光功率结合往复扫描策略带来了高热输入和低温度梯度,可有效减少开裂倾向.随着激光功率的增加,TiC陶瓷相会熔化溶解,合金明显呈现回火组织特征,逐渐形成贝氏体组织和回火马氏体组织,进一步有利于降低裂纹产生的倾向.

焊接温度对TM52/304瞬间液相扩散焊接头性能的影响

采用BNi2作为中间层,在焊接压力为1 MPa、保温时间15 min的情况下,对钢结硬质合金TM52和304不锈钢进行瞬时液相扩散焊连接(TLP),研究了不同焊接温度下接头的显微组织和不同区域元素扩散迁移及力学性能。结果表明,钢结硬质合金TM52与304不锈钢之间能实现较好地冶金结合;焊接接头界面主要由[Fe,Ni]、Fe_(0.64)Ni_(0.36)、Cr_(0.19)Fe_(0.7)Ni_(0.11)和Ti(O_(0.19)C_(0.53)N_(0.32))组成;当焊接温度为1110℃时,接头剪切强度、抗拉强度最大,拉伸断口呈明显的韧性断裂特征。

真空熔结钢结硬质合金/Q235钢界面组织性能研究

采用真空熔结工艺制备了TiC钢结硬质合金/Q235钢复合板,研究了复合板界面显微组织和力学性能。结果表明:钢结硬质合金与Q235钢基体之间形成了一定宽度的互溶区,互溶区宽度主要取决于熔结温度和熔结时间。Mn、Ni、Mo元素由钢结硬质合金经互溶区向基体中扩散,Fe元素由基体通过互溶区向钢结硬质合金扩散。互溶区是材料显微组织、化学成分及显微硬度变化的过渡区。复合板界面剪切强度为176~245 MPa,表明钢结硬质合金与Q235钢基体之间形成冶金结合。

电冶稀土WC钢结硬质合金中碳化物特征的研究

采用电渣熔铸冶金工艺,用回收的碳化钨钢结硬质合金作原料,再加入微量的稀土,制备了新型的钢结硬质合金。用透射电镜、扫描电镜、金相显微镜及X射线衍射等测试手段研究了新材料中的碳化物的特征。结果表明在该材料的显微组织中存在原始颗粒区和扩散区。原始颗粒区组织中碳化物的特征是存在大量变化甚微的角状大尺寸原始WCp及具有明显反应层的长椭圆状WC颗粒,界面反应产物为Fe3W3C。在粗大碳化钨颗粒附近能够原位生成先共晶析出相(WC和W2C),在较远处的钢基体中分布着细网状碳化物,同时有(Cr,Fe)7C3等条状复式碳化物生成;而扩散区主要细小W2C小颗粒、WC颗粒及再结晶W-Fe-C小颗粒组成。稀土的加入可提高WC颗粒分散性。

微波烧结温度对WC钢结硬质合金组织性能的影响

以WC颗粒为增强相,铁粉为基体,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC钢结硬质合金。结果表明:随着烧结温度的升高,硬质合金相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,在1280℃时达到最高值,即相对密度、显微硬度和抗弯强度分别达到94.85%、544 HV和847.37 MPa。1280℃烧结为液相烧结,烧结过程中WC和Fe发生相变,产生新的增强相Fe2W2C,新相以颗粒的形式存在,弥散分布在钢的基体中,对材料的性能起到强化作用。微波烧结比真空烧结温度更低,时间更短,力学性能更好。

钛铁矿碳热反应原位合成GT35钢结硬质合金的热力学分析

充分利用天然矿物钛铁矿(FeTiO3)中的铁和钛,采用原位合成反应烧结技术,成功制备了TiC基钢结硬质合金GT35。在真空炉中实现了合成与烧结一体化,为钢结硬质合金的低成本制备进行了有益的探索研究。对钛铁矿-碳体系的热力学过程进行了详细的理论分析,研究表明:体系主要发生碳热还原反应,中间产物为多种钛的氧化物,热力学上最为稳定的物相为TiC和Fe固溶体。通过实验证实,获得了界面结合良好、组织致密的钢结硬质合金。

烧熔的钢结硬质合金组织的研究

通过对熔化碳化钨基钢结硬质合金组织和再经退火处理后组织的分析 ,以及添加不同碳量对组织的影响实验 ,证明钢结硬质合金烧熔后组织中已无WC存在 ,适当增加碳含量或WC含量和退火处理则可使WC还原 。

热处理对钢结硬质合金TLMW50覆层微观组织的影响

利用液相烧结工艺成功制得以碳钢为基材,以TLMW50钢结硬质合金为耐磨覆层的复合材料。利用SEM、XRD等手段研究了1050℃淬火,150℃、200℃和250℃回火以及1100℃淬火,150℃、200℃和250℃回火6种不同热处理工艺对覆层材料的组织及微观形貌的影响。结果表明,上述6种热处理工艺均可以使钢结硬质合金TLMW50覆层中粘结相组织由珠光体转变为回火马氏体,硬质相结构会发生改变。其中1050℃淬火,150℃回火工艺较其它5种工艺优越,覆层粘结相中有Hgg碳化物形成,复式碳化物会演变为WC和FeWO4形式。

ELID超精密磨削钢结硬质合金及其表面质量分析

运用铁基结合剂金刚石砂轮与专用高频脉冲电源相配合 ,对钢结硬质合金 ( GT35)进行在线电解修整 ( ELID)精密磨削。分析了 ELID超精密镜面磨削异相非均质材料钢结硬质合金表面的磨削机理 ,并通过原子力显微镜对其表面进行了微观表面形貌的分析。研究结果表明 ,采用 ELID磨削技术解决了钢结硬质合金零件的超精密磨削加工 ,钢结硬质合金磨削表面粗糙度可达纳米级 ,Ra≤ 2 0 nm。

钢结硬质合金TLMW50／碳钢复合材料制备及复合过程研究

利用爆炸压制法压实钢结硬质合金粉末,采用低真空液相烧结扩散复合法将压实后的钢结硬质合金粉末与碳钢成功复合,制得TLMW50／碳钢复合材料。利用EDS、SEM和电子拉伸试验机对TLMW50-碳钢复合过程及界面结合强度进行研究和测试,结果表明:在1350℃真空液相烧结过程中,钢结硬质合金粉末中各元素及硬质相分解出的C、W元素在烧结时相互扩散;钢结硬质合金TLMW50／碳钢试样复合界面的结合强度值与钢结硬质合金TLMW50本身的相应力学性能接近,界面复合状况良好。

碳化钒颗粒增强钢结硬质合金的研究

用粉末冶金反应烧结的方法制备碳化钒颗粒增强钢结硬质合金,并借助于SEM和XRD,研究了(V-Fe合金+石墨)反应体系在不同温度、相同C/V比条件下碳化反应的过程,发现由于碳与钒之间很强的亲和力,从而大大降低了σ-(FeV)相的稳定性,促使其在比Fe-V二元相图低得多的温度就开始转变为固溶了大量钒的α-Fe,同时生成V8C7颗粒。当温度由700℃升高到810℃时,石墨和σ相的数量急剧下降,而V8C7的数量急剧增加。到840℃,钒的碳化反应基本结束。反应生成了由马氏体钢基体和大量的V8C7球状颗粒组成的钢结硬质合金。在重载干滑动磨损条件下,该材料显示了很好的耐磨性能。

烧结温度对WC钢结硬质合金覆层/碳钢界面组织及性能的影响

采用液相烧结法将爆炸压实后的WC钢结硬质合金粉末复合在碳钢表面,对不同烧结温度下的界面组织和抗剪强度进行了研究。结果表明:试验条件下,覆层硬度、界面过渡层厚度和抗剪强度均随烧结温度的提高而增加;最佳烧结温度为1 350℃,界面过渡层厚度约为38μm,抗剪强度达到106 MPa;界面存在元素的互扩散,过渡层组织为珠光体,覆层中相结构为WC、Fe3W3C和铁素体;WC钢结硬质合金覆层与碳钢具有良好的冶金结合。

硬质合金与钢的热等静压扩散连接

研究了硬质合金ＹＧ１５Ｃ与４５~＃碳钢的热等静压扩散连接工艺，探讨厂连接温度、压力、保温保压时间、中间夹层及其厚度和连接残余热应力等对接合强度的影响．结果表明：热等静压扩散连接强度强烈依赖于连接温度，受控于连接后因ＹＧ１５Ｃ与４５~＃钢热膨胀失配而产生的残余热应力。采用镍箔作中间夹层可有效地减小残余热应力对连接的影响，显著提高接合强度．

球磨工艺对WC系钢结合金性能的影响

研究了球磨工艺对WC系钢结合金性能的影响。通过改变球磨工艺参数即采用预球磨，可改善钢结合金混料的均匀性，从而获得组织均匀、性能优异的WC系钢结合金。

烧结温度对碳钢基钢结硬质合金TLMW50覆层力学性能的影响

采用液相烧结技术成功地将爆炸压制后的钢结硬质合金混合粉末(对应国家牌号TLMW50)复合在碳素钢的表面.为判断碳钢基钢结硬质合金TLMW50覆层的力学性能,通过三点弯曲和硬度测试研究了1 335～1 350 ℃区间内不同烧结温度对覆层硬度和结合强度的影响.结果表明:在试验温度范围内,TLMW50覆层与碳钢基结合强度和覆层硬度均随着烧结温度的增加而提高,且在1 350 ℃下烧结界面冶金结合状况良好,覆层力学性能较好.

钢结硬质合金的研究新进展

从钢结硬质合金的性能成分以及制备工艺入手,介绍了这种新型耐磨材料的研究进展及现状,并对其发展趋势及研究重点做了概述。

微波烧结制备WC钢结硬质合金

采用微波烧结技术制备WC系钢结硬质合金,用金相显微镜观察试样组织,X射线衍射仪测试试样结构,显微硬度计测量试样的硬度,阿基米德法测定试样的密度。结果表明:所制备的试样组织由Fe、Fe2W2C组成;随烧结温度的升高,试样的相对密度明显增大;但1320℃时出现局部熔融现象,随保温时间的延长,试样相对密度增大,但保温15 min后趋于稳定;加入稀土可明显细化晶粒,使硬质合金硬度提高。

钢结硬质合金的研究和发展现状

文章从钢结硬质合金的发展历史、性能特征、特点等几方面进行了较为详细的阐述。总结了钢结硬质合金与钢复合工艺研究现状,并就该合金在国民经济重要产业中的广泛应用现状和前景进行了简述。

钢结硬质合金的研究进展

该文较系统地阐述钢结硬质合金的成分、组织和性能之间的关系,综述钢结硬质合金的主要制备方法,指出粉末冶金法是最常用的制备方法,而电冶熔铸、自蔓延高温合成(SHS)和碳热还原法等工艺因更低的成本和更优的性能而展现出蓬勃生机。此外,锻造和热处理能够有效改善组织,提高合金性能;渗硼、硼-硫复合渗和激光熔覆等表面处理能提高合金的表面硬度,减小摩擦因数,提高使用寿命。最后,展望钢结硬质合金的发展方向。

烧结温度对钢结硬质合金覆层/碳素钢结合强度的影响

采用液相烧结技术成功地将爆炸压制后的钢结硬质合金粉末复合在碳素钢的表面.为判断钢结硬质合金覆层/碳素钢基体之间的冶金结合状况,通过三点弯曲试验研究了不同烧结温度下的结合强度.结果表明:在1 340～1 350℃温度下烧结,钢结硬质合金覆层/碳素钢基体之间产生冶金结合,并且在1 350℃下烧结界面冶金结合状况良好,具有较高的结合强度.