TiCp/Fe及VCp/Fe复合材料抗氧化性能的研究

通过向Fe-C母合金中加入钛铁或钒铁合金,形成TiC、VC颗粒增强相,得到抗氧化性能较高的TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料;对比试验表明,TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料的抗氧化性能明显优于HT250和45钢。由于VCp/Fe复合材料中增强体VC颗粒的体积分数比TiCp/Fe复合材料中的TiC颗粒多、分布更均匀、界面结合更好,因此VCp/Fe比TiCp/Fe复合材料具有更好的抗氧化性能。

热处理对原位自生VCp/Fe复合材料的油润滑摩擦磨损性能影响的研究

研究了热处理对原位自生VCp/Fe复合材料在油润滑工况条件下摩擦磨损性能的影响。结果表明,在油润滑条件下,经热处理后VCp/Fe复合材料的基体组织得到调整优化,其耐磨性能远大于铸态VCp/Fe复合材料的和正火45钢的;在变载荷的情况下,淬火+低温回火热处理后的复合材料的耐磨性比其它热处理工艺处理后的要好。

重熔对TiCp/Fe和VCp/Fe原位复合材料的影响

采用原位合成工艺制取TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料并浇注Y形试块,然后将试块重新熔化并重新浇注试块,借助金相显微镜和扫描电镜研究重新熔化前后的组织变化。结果表明:原位TiCp/Fe复合材料重熔后,TiC颗粒的尺寸、形状及其在基体中的分布没有明显变化,颗粒的数量有所减少,基体的硬度有所降低;原位VCp/Fe复合材料重熔后,VC颗粒的尺寸稍微减小,颗粒在基体中分布更加均匀,有利于提高复合材料的韧性。

常温下汽车用原位VCp/Fe复合材料的耐腐蚀性能

在常温下通过对汽车用原位VCp/Fe复合材料与45钢的质量、形态对比,研究分析酸性废齿轮油环境对其的腐蚀。研究表明:发动机在常温25℃的变质酸性润滑油介质中,车用VCp/Fe复合材料作为发动机材料比45钢具有更好的耐腐蚀性能。

VC_p/Fe复合材料的耐蚀性研究

采用原位反应铸造法制备了VCP/Fe复合材料.利用X射线衍射、X射线能谱对复合材料的相结构和微区成分进行了分析;利用金相显微镜、扫描电子显微镜对复合材料的微观组织进行了观察.通过测定复合材料及对比材料在1M H2SO4中(25℃)的阳极极化曲线,表明VCp/Fe复合材料的致钝电位Ecr与不锈钢(Cr18Ni9)接近,显著小于白口铸铁(15Cr3Mo),说明复合材料易于钝化;同时复合材料的钝化区域较宽,其钝化膜比较稳定,有较好的抗电化学腐蚀性能.98%浓硫酸和3.5%NaCl水溶液浸泡实验证明,复合材料的腐蚀速度与不锈钢相当,远小于白口铸铁,耐蚀性能优异.

Fe-C-Cr-V合金体系中球状VC颗粒原位生成及长大过程

采用原位反应铸造法制备了球状VCP增强Fe-C-Cr-V合金基复合材料。利用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线能谱分析对该复合材料的微观组织进行观察。结果表明:在含V 7%的Fe-C-Cr-V合金熔体中,熔炼温度1680℃时VC开始形成,在1750℃左右可以得到比较理想的球状VC颗粒;保温时间短,VC球化不明显,保温时间过长,球状VC颗粒易长大;保温时间控制在5 min,可得到理想的弥散分布的球状VC颗粒;向合金熔体中加入稀土或球化剂可以促进VC的球化。对合金体系中球状碳化物的形成机理也进行了探讨。

原位反应TiC_p／Fe、VC_p／Fe复合材料的油润滑摩擦及干摩擦磨损性能研究

对复合材料TiCp／Fe、VCp／Fe的油润滑摩擦磨损性能及干摩擦磨损性能进行了研究,对比在不同条件下复合材料的耐磨性,以及在工况相同的条件下,对比原位反应铁基复合材料与正火45钢的耐磨性。实验结果表明,在有润滑的条件下,由于VC陶瓷颗粒、TiC陶瓷颗粒对复合材料基体的增强作用,复合材料的耐磨性远大于正火45钢的耐磨性,而VCp／Fe复合材料的耐磨性比TiCp／Fe复合材料的耐磨性更好。在无润滑条件下,铁基复合材料的耐磨性也比正火45钢的耐磨性大得多。在载荷较大的条件下,TiCp／Fe复合材料的耐磨性比VCp／Fe复合材料的耐磨性更好。

原位自生铸造VC_p/Fe复合材料冲击断口分析

采用原位自生合成法制备了VCp/Fe复合材料。借助光学显微镜以及扫描电镜,分析了VCp/Fe复合材料的冲击断口形貌。结果表明,VCp/Fe复合材料失效的主要原因是铁素体解理断裂以及部分珠光体的不连续片层状解理;VC的数量及分布对VCp/Fe复合材料的性能有着重要影响;适当提高C含量可以达到细化基体组织的目的。

元素V和C对VC_p/Fe组织和性能影响的研究

采用原位自生合成法制备了VCp/Fe复合材料。借助光学显微镜以及扫描电镜等,研究了元素V和C对VCp/Fe复合材料组织和性能的影响。结果表明,随着V含量的增加,VCp/Fe复合材料的硬度和冲击韧性得到了明显的提高。分析得出了制备VCp/Fe复合材料的最佳V和C的组合成分为3.5%V,1.0%C。

原位反应VC_P/Fe复合材料在冲击磨料磨损条件下耐磨性的研究

研究了原位反应VCP/Fe复合材料在冲击磨料条件下的耐磨性与VC增强颗粒体积分数、分布密度的关系,并利用SEM和光镜观察分析了复合材料的组织及磨损形貌。结果表明,随着VC颗粒在复合材料中的体积分数及分布密度的增大,复合材料的耐磨性提高。在冲击磨料条件下,VCP/Fe复合材料磨损主要是受显微犁削与显微切削的作用。

原位VC_P/Fe复合材料的焊接性研究

采用原位反应铸造法,制备了含有球状VCP/Fe基复合材料.对复合材料的可焊性进行了试验研究.结果表明,焊缝区组织均匀,球状VC弥散均匀,数量增多,颗粒变小,硬度较热影响区和母材有所降低,但影响不大,没有裂纹等焊接缺陷产生;热影响区的球状VC的大小和数量没有变化,其硬度也没有变化.说明该复合材料的可焊性较好,焊接后可以保证材料的硬度和使用性能.

原位VC_P/Fe复合材料制备及耐蚀抗磨特性

采用原位生成法熔炼制备VCP/Fe复合材料,对制备的VCP/Fe复合材料进行性能测试和组织观察、结构分析;采用对比试验,对原位VCP/Fe复合材料与Cr15Mo3抗磨白口铁、TiCP/Fe复合材料、Cr18Ni9不锈钢在相同的条件下,在自制的磨损装置上进行砂石冲蚀磨损和模拟海水条件下的砂浆冲蚀磨损。结果表明:熔炼制备的原位VCP/Fe复合材料的组织结构是在奥氏体基体上分布着球状VC增强颗粒和Cr7C3碳化物;在砂石冲蚀磨损条件下,原位VCP/Fe复合材料的抗磨性略低于Cr15Mo3抗磨白口铁,略高于TiCP/Fe复合材料和高于Cr18Ni9不锈钢;在模拟海水的砂浆冲蚀磨损条件下,原位VCP/Fe复合材料的耐蚀抗磨性能高于其他三种对比试验材料。在具有腐蚀介质同时又有磨损的情况下,VCP/Fe复合材料表现出耐蚀抗磨的优良性能。

原位TiC_P/Fe、VC_P/Fe复合材料抗生长性能的研究

研究了原位自生TiCP/Fe、VCP/Fe复合材料的抗生长性能。结果表明,由于TiC、VC颗粒的引入,提高了TiCP/Fe、VCP/Fe复合材料的抗生长性,且都明显优于HT250和45钢,其中,VCP/Fe复合材料的抗生长性更为优越。

原位VC_P/Fe复合材料的切削加工性研究

对铸态和退火态的原位VCP/Fe复合材料进行切削试验,就刀具、切削力、切屑形状和表面粗糙度等方面分析其切削加工性,建立了铸态下的切削力和切削用量关系的数学模型。试验表明:铸态VCP/Fe复合材料的切削力水平高,车削时可以得到连续切屑,车削表面粗糙度值Ra可以达到1.6μm,VCP/Fe复合材料经过退火热处理后可以显著改善切削加工性。

原位TiC_P/Fe、VC_P/Fe复合材料抗高温软化性能的研究

介绍了原位反应制备TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料的方法,研究了原位自生TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料的抗高温软化性能。试验结果表明:复合材料由于TiC、VC颗粒的增强作用,因而与#45钢和HT250材料相比,随着温度升高,硬度下降的幅度较小、趋势较平缓,TiCp/Fe、VCp/Fe具有更好的抗高温软化能力。