VC含量对原位生成WC增强Ni基涂层组织及性能的影响

为了研究VC作为晶粒生长抑制剂对原位生成WC增强镍基涂层的影响,在H13钢表面分别制备了VC含量为0.1%、1.5%、2%的WC增强镍基涂层。熔覆试样经过切割、磨抛、腐蚀处理后,分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)、显微硬度计、摩擦磨损试验机进行组织、物相、硬度、摩擦磨损性能的分析和测试。结果表明,VC抑制WC颗粒生长的效果显著。随着VC含量的增多,WC颗粒逐渐细化、涂层组织均匀细密。VC抑制剂减缓WC溶解-析出过程以及降低WC表面能是抑制WC晶粒生长的重要原因。随着VC的加入,WC硬质相的生成被抑制,含钒物质增多。WC增强镍基涂层的硬度随VC含量的增加而提高,但当VC含量大于1.5%时,涂层杂质相增多,WC含量减少而导致涂层硬度下降。当VC含量为1.5%时,能有效细化晶粒,提高涂层硬度。添加VC抑制剂的WC增强镍基涂层摩擦磨损性能更优,磨损机理主要为粘着磨损、脆性剥落和磨粒磨损。

VC抑制WC晶粒长大的研究评述

抑制WC晶粒长大对于制备超细WC Co刀具材料尤为重要。综合评述了在制备超细WC Co刀具材料中WC晶粒长大的原因以及有关抑制机理,分析了影响VC抑制效果的主要因素,包括VC的添加方式、添加量、复合添加、WC的晶粒度、合金中的钴含量、总碳含量以及烧结方式等。

VC对微米级Ti(CN)基金属陶瓷微观结构和力学性能的影响

VC对于制备微米级的Ti(CN)基金属陶瓷,能够起到控制Ti(CN)晶粒长大的作用,并且能够使烧结体中晶粒粒度分布变得均匀。在液相烧结过程中,由于瓦尔德熟化效应使Ti(CN)晶粒长大,Ti(CN)晶粒的长大又分为连续长大和不连续长大。关于VC的抑制机理,目前还没有明确的结论,但有三种比较有代表性的说法:吸附机制、溶解机制和偏析机制。随着VC添加量的增加,Ti(CN)基金属陶瓷的抗弯强度呈现先升后降的趋势;VC的加入使材料的硬度减小。

VC抑制剂对激光熔覆原位生成WC增强Ni基涂层的影响

在H13钢表面通过激光熔覆原位生成不同VC含量的WC增强Ni基涂层,研究VC抑制剂对WC晶粒的细化作用及其对涂层硬度和耐磨性的影响。分别采用XRD、SEM、EDS分析涂层物相、形貌及成分分布。采用显微硬度计测定涂层硬度,摩擦磨损实验机测试涂层耐磨性。结果表明,VC具有明显的抑制WC晶粒长大的作用,且当VC含量为10%时,抑制效果最佳;不同VC含量的涂层硬度均高于无VC的涂层,当VC含量为15%时涂层具有最高的硬度;10%VC+(W+C)+Ni60涂层、(W+C)+Ni60涂层和Ni60涂层的耐磨性依次下降。VC能够使原位生成WC晶粒的析出机制受到阻碍,导致晶粒细化;加入的VC也可能沉积在WC晶粒上,阻止其进一步长大。适量的VC可对WC增强相的长大起到明显的抑制效果,并改善涂层的硬度和耐磨性。

超细晶硬质合金中VC/Cr_3C_2对晶粒长大的抑制作用及机理研究

研究了超细晶硬质合金VC/Cr3C2抑制剂作用及抑制机理。研究发现复合添加VC/Cr3C2可以有效抑制WC-10Co合金烧结过程中晶粒的连续长大,合金平均晶粒尺寸为0.5μm,具有较高TRS(横向断裂强度Transverse Rupture Strength)和硬度。TEM和EDS分析发现抑制剂元素的主要存在方式是溶解在粘结相中且分布均匀,未发现抑制剂元素偏聚和第二相析出,说明抑制机理在于抑制剂元素溶入粘结相Co后,显著降低W,C在Co中的溶解度,使液相烧结阶段WC晶粒的溶解-析出过程受到阻碍,从而抑制液相烧结阶段的晶粒连续长大。

晶粒长大抑制剂VC对原位生成WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷的影响

为细化WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷晶粒,改善其组织,提高其力学性能,以WC、TiB_2和Co粉末为主要原材料,采用真空液相原位反应烧结工艺,在1 400℃真空烧结炉中制备了WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷.利用FE-SEM、EDS和XRD等技术,研究了不同含量的晶粒长大抑制剂VC对WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷组织、物相构成、硬度、密度、耐磨性及抗弯强度和断口形貌等性能的影响.结果表明:添加适量的VC能有效细化WCoB-TiC-Co复相金属陶瓷晶粒,使得材料获得更均匀细小的微观组织,增加材料韧性和断口不平整性,增强材料抗弯强度,并且提高硬度、密度和耐磨性;当VC的质量分数增加到0.9%时,金属陶瓷的晶粒平均尺寸可细化到约1.3μm,硬度随之升高到91.5 HRA,抗弯强度达到794 MPa;但VC的质量分数继续增加到1.2%、1.5%时,其硬度、密度、耐磨性及抗弯强度均会有所降低.

含TaC和VC抑制剂的WC-10%Co纳米粉末的烧结性能(英文)

采用高能球磨法,在球料比为15时合成了WC-10%Co(质量分数)纳米复合材料。为抑制烧结过程中WC颗粒的长大,在粉末中添加TaC和VC作抑制剂。结果表明:由于抑制剂有效减小了WC晶粒尺寸,添加TaC能增加硬质合金的韧性,添加VC增加其硬度;对同时添加0.6%TaC和0.7%VC对材料的物理、力学性能的影响也进行研究。结果表明:WC-10%Co-0.6%TaC-0.7%VC 烧结样品的硬度达到了HV_301787,比没有抑制剂的样品高24%;断裂韧性达到8.7MPa·m1/2,比没有抑制剂的样品高35%;0.6%TaC和0.7%VC共同抑制了晶粒的长大,烧结后晶粒尺寸为3.8μm。

添加硝化抑制剂双氰胺对油菜生长及品质的影响

在盆栽条件下,研究了尿素中添加硝化抑制剂DCD为施入纯氮量的1%、2%、3%、4%、5%不同剂量时对油菜生长和品质的影响。结果表明,添加DCD能显著提高油菜产量并降低植株体内硝酸盐含量,其增产幅度为22.77%～33.50%,硝酸盐含量降低14.90%～30.51%,同时不同程度提高了油菜Vc、全氮、全磷含量。植株可溶性糖含量在DCD3%用量范围内呈上升趋势,用量大于4%时呈一定下降趋势。油菜吸氮量和氮素利用率在DCD3%水平达到最高。

几种碳化物与钴在不同烧结温度下的相互作用与影响

研究碳化物WC,Cr3C2和VC在升温过程中与Co相的相互作用,以及Cr3C2和VC复合抑制剂对WC晶粒生长的影响。使用SEM观察与分析WC,Cr3C2和VC在升温过程中的形貌变化,并结合EDS和XRD分析它们在不同温度下在Co相中的溶解度。结果表明:随温度升高,小颗粒WC逐渐溶解,部分大颗粒WC不断长大;WC在Co相中的溶解度呈增加趋势,到1 350℃时达到最大值;WC晶粒的形貌变得越来越规则,边界越来越清晰,到1 300℃时其金相截面呈规则的三角形或四边形,说明WC颗粒早在固相阶段就开始生长。Cr3C2在1 150℃时几乎已完全溶解于Co相中,随温度升高,Cr3C2的形貌由颗粒状向树枝状转变,多分布于Co晶粒的边界处。1 250℃之前,VC的固溶度随温度升高不断增大,1 300℃时略有降低,VC颗粒形貌较稳定,呈近球形。Cr3C2和VC复合抑制剂不影响WC在Co相中的溶解度,但抑制WC晶粒的固相生长,表明抑制剂在固相阶段就开始发挥作用。

脲酶抑制剂NBPT对油菜生长及品质的影响

在盆栽条件下研究尿素中添加脲酶抑制剂NBPT为纯氮施入量的0.5%,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%时对油菜(Brassica campestris L.)生长和品质的影响。结果表明,添加NBPT能显著提高油菜生物产量28.3%～33.7%,降低植株体内硝酸盐累积量4.2%～32.6%,同时可不同程度提高植株全氮含量、吸氮量以及氮肥利用率。油菜Vc含量在NBPT1.0%用量时达到最高,吸氮量和氮肥利用率均在NBPT0.5%水平达到最佳,同时又未显著降低Vc和可溶性糖含量。因此,从经济效益考虑,推荐NBPT0.5%用量为本试验条件下的最佳用量。

晶粒长大抑制剂对硬质合金性能的影响

系统研究了不同粒度和不同配比量的晶粒长大抑制剂Cr3C2和VC单独添加或复合添加时,对WC-10%Co超细硬质合金力学性能和显微组织的影响。研究结果表明,WC-10%Co超细硬质合金的硬度随着晶粒长大抑制剂加入量的增加而升高,而随着晶粒长大抑制剂粒度的细化,硬度的最大值则存在对应的抑制剂粒度点;复合添加抑制剂m(VC)∶m(Cr3C2)=3∶2左右时,所得成分为WC-10Co-0.6VC-0.4Cr3C2,合金的综合性能较好,抗弯强度可达2954MPa,硬度HRA为91.9。

添加不同抑制剂对细晶WC-6Co硬质合金组织和性能的影响

本文系统研究了添加不同配比的VC、Cr3C2、(Ta、Nb)C、TiC晶粒长大抑制剂对细晶WC-6Co硬质合金显微组织和性能的影响。研究结果表明,添加0.2%VC或0.2%VC与Cr3C2、(Ta、Nb)C、TiC抑制剂结合均可不同程度地细化合金晶粒,但由于这些抑制剂对Co相润湿性、流动性影响不同,导致合金的孔隙度也有所不同。在本试验条件下,在WC-6Co中加入0.2%VC对细化合金晶粒和降低孔隙度的效果最佳,使晶粒细化到0.5μm左右,因而其合金综合性能最好,洛氏硬度达93.1、抗弯强度1605 MPa、冲击韧性2.45J/cm2、断裂韧性13.71MPa·m1/2。

晶粒长大抑制剂对WC-8%Co超细硬质合金性能的影响

系统研究了晶粒长大抑制剂VC和Cr3C2于单独添加或复合添加时,对WC-8%Co超细硬质合金金相组织和力学性能的影响。研究表明,WC-8%Co超细硬质合金的硬度随着晶粒长大抑制剂加入量的增加而升高,而抗弯强度和断裂韧性的最大值则存在对应的抑制剂成分点。复合添加抑制剂VC和Cr3C2后,所得成分为WC-8%Co-0.2%VC-0.6%Cr3C2合金的综合性能较好,硬度HRA为92.9,抗弯强度可达4 370 MPa,断裂韧性KIC为9.1 MN.m-3/2。

铁镍比与VC对WC-15%(Fe,Ni)细晶硬质合金组织与力学性能的影响

利用OM、SEM、XRD进行微观组织与相组成分析,研究了铁镍比与VC对铁镍基硬质合金组织性能的影响规律。结果表明:添加质量分数0.5%的VC可显著提高合金硬度并细化组织,铁镍比越低,合金硬度提高幅度越大、组织细化效果越显著。当铁镍质量分数比为1∶5时,添加0.5%VC的合金硬度达91.5 HRA,WC平均晶粒度为0.6μm,相比于没有添加VC的合金,硬度增幅为4.7 HRA,WC晶粒尺寸降幅为2.4μm。当铁镍质量分数比小于1∶3时,VC的添加可提高合金抗弯强度,当铁镍质量分数比大于1∶3时,VC的添加反而降低合金抗弯强度。当合金中没有添加VC时,铁镍比的降低导致合金硬度下降,同时合金组织中的WC晶粒也明显粗化,这是由于WC在铁中的固溶度较小,铁含量的增加可有效抑制WC的溶解析出长大。当合金中添加VC时,铁镍比对合金硬度与晶粒度影响均较小,合金硬度均在91~92 HRA范围内,合金中WC平均晶粒度均为0.6μm。在合金抗弯强度方面,随着铁镍比的降低,有无添加VC的合金抗弯强度均整体呈先下降后上升的趋势,并分别在铁镍质量分数比1∶3与1∶2时达到峰值。综合来看,铁镍质量分数比1∶3,添加0.5%VC的合金具有最佳的综合性能,硬度达91HRA,抗弯强度达3590 MPa,晶粒度0.6μm。

VC对纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了添加0%～2.5%(质量分数)晶粒长大抑制剂VC对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明,添加VC后,组织中晶粒的芯部变小、环形相变薄,1.5%～2.5%VC的加入使材料的晶粒显著细化。添加VC可提高材料的抗弯强度和硬度,添加量为1%时,抗弯强度达到最大值1370MPa,添加量为2.5%时,维氏硬度达到最大值15.3GPa;适量添加VC可提高材料的断裂韧性,添加量为1%时,达到最大值8.6MPa·m1/2。VC添加量为0.5%时,材料维氏硬度和断裂韧性分别为14.4GPa和7.6MPa·m1/2,综合力学性能最好。

超细硬质合金烧结过程中WC晶粒三维形貌的变化

采用粉末冶金工艺制备了无晶粒生长抑制剂和添加晶粒生长抑制剂VC的WC-6.5%Co超细硬质合金。利用JSM5600LV扫描电镜观察不同烧结温度条件下制备试样的WC晶粒三维形貌。结果表明:在烧结温度为1 360℃到1 500℃范围内,无晶粒生长抑制剂的合金中,WC晶粒的形貌会从多面体演变为截角的三棱柱;添加晶粒生长抑制剂的合金中,WC晶粒的形貌会由层状结构转变为尖角三棱柱结构。晶粒生长抑制剂的添加,不仅减缓了W/C的溶解-析出过程,而且改变了W/C原子的析出方式。WC晶粒的各个晶面生长速率不同,引起了其晶体三维形貌的变化。对于添加抑制剂的合金来说,在较低温下烧结并延长保温时间不能使晶粒形貌发育充分,只有提高烧结温度,WC晶粒才能发育成完整的尖角三棱柱。