基体对ZTA_(p)/钢基复合材料磨损性能的影响

研究不同基体成分对空间结构复合材料冲击磨料磨损性能的影响。采用挤压铸造法制备复合区内基体Cr含量不同的空间结构ZTA_(p)/40Cr钢基复合材料,经850℃淬火及200℃低温回火,进行冲击磨料磨损试验,并和纯高锰钢进行比较。结果表明:复合区中基体Cr含量由2wt%、5wt%、15wt%逐渐升高时,复合材料的体积磨损率分别为8.02×10-4、5.37×10-4、5.46×10-4 cm3/min,趋势为先降低,然后趋于稳定。而高锰钢体积磨损率则为7.57×10-4 cm3/min,因此,含5wt%Cr复合材料耐磨性比高锰钢提高了41%。分析表明:具有一定Cr含量的ZTA_(p)/40Cr钢基复合材料磨损机制主要为磨料磨损,强韧适中的基体能保证良好的支撑和吸能,与增强相互相协同,使得复合材料的耐磨性提高。

WC_P/钢基复合材料及复合轧辊的研究进展

综述了轧辊材料的发展状况以及轧辊的失效形式,重点阐述了WCP/钢基复合材料及其复合轧辊的制备工艺,指出了制备WCP/钢基复合材料工艺中存在的问题和解决办法,并在此基础上探讨了提高WCP/钢基复合轧辊质量的措施和途径。

铸渗法制备颗粒增强钢基复合材料的研究

通过对负压铸渗理论的分析，得出了影响负压铸渗深度的因素及其影响规律（见式（９））；用碳化钨、镍包氧化铝及不同粒度氧化铝为陶瓷颗粒、耐热钢为基体进行了负压铸渗实验，得到了颗粒分布均匀的复合材料，揭示和证实了颗粒与金属液间的湿润特性及颗粒粒度对铸渗的影响规律。

运用复合剂制备WC颗粒增强钢基表面复合材料

以ZG310 570为基体、WC颗粒为增强相,在普通水玻璃石英砂干型、无负压条件下,运用自制的复合剂,制备出WC颗粒增强钢基表面复合材料。抗磨料磨损性能是含20%Cr高铬铸铁的3 30倍。硬度可达60HRC以上。铸件表面平整光洁,尺寸精度大为提高。合金层厚度均匀,可达8mm,且与基体之间结合良好。

碳化钨颗粒增强钢基复合材料的冲蚀磨损性能研究

以直径为188～250um的石英砂为磨料，在自制颗粒冲蚀磨损试验机上对WC颗粒增强ZG45钢基表层复合材料的气-固两相冲蚀磨损性能进行研究，采用扫描电子显微镜观察其磨损表面形貌．结果表明，在相同冲蚀角条件下，增强相WC颗粒的直径越大，复合材料的耐磨性越差，复合材料在冲蚀角为45°时的冲蚀磨损率最大；而ZG45钢在冲蚀角为15°～30°范围内的冲蚀磨损率达到最大值，此后随着冲蚀角增加而减小；复合材料抗冲蚀磨损性能在较小冲蚀角（15°左右）下优于ZG45钢，在较大冲蚀角（≥30°）时劣于ZG45钢．

原位TiC颗粒增强铸造钢基复合材料制备工艺

利用钢液自身的高温直接引燃压入其中的Ti C Fe预制块 ,原位合成TiC增强颗粒 ,然后 ,对含有TiC颗粒的钢液进行铸造成形 ,即可获得TiC颗粒增强钢基复合材料。着重研究了钢液温度、合成的TiC颗粒含量以及钢液保温时间对复合材料组织的影响。在此基础上 ,优化了复合材料的制备工艺参数 。

SiC/钢基复合材料摩擦磨损特性研究

在MM200型摩擦磨损试验机上研究了SiC颗粒增强的铜基粉末冶金复合材料与不含SiC颗粒粉末冶金材料在干摩擦和油润滑条件下的摩擦磨损性能。结果表明，添加SiC硬质颗粒材料的耐磨性能得到较大提高。同时探讨了SiC硬质颗粒增强铜基粉末冶金复合材料的摩擦磨损机理。

原位合成VC颗粒增强钢基复合材料组织及其形成机理

研究了铸造法制备的原位 VCP增强钢基复合材料的组织和性能 ,探讨了复合材料的组织形成机理。结果表明 ,原位 VCP增强钢基复合材料具有浇铸温度低 (172 3～ 1773K) ,铸造成型性好的特点 ,适用于制备体积分数较高的颗粒内生复合材料 ;原位合成的 VC颗粒细小 ,体积分数可达 15 %左右 ,并在基体中均匀分布 ;在复合材料组织中发现三种类型的 VC增强相 ,即自熔体中析出的颗粒状 VC,条状共晶 VC和二次析出粒状 VC;通过基体合金化 ,可以明显提高复合材料的组织稳定性 ,经 92 3K回火后 ,硬度可维持在 HRC6 0左右 。

TIC颗粒增强钢基表面复合材料的制备

采用Ti—C-Al-Ni系SHS熔铸制备Tic颗粒增强钢基表面复合材料，研究了其组织和耐磨性。结果表明：用SHS熔铸法制备的钢基表面复合材料强化相和基体结合良好；表层TiC颗粒分布密集，颗粒均匀圆整，粒度为1～2μm；表面硬度HV高达950，且硬度由表层向基体呈梯度分布；磨损时密集的高硬度的细小圆球状TiC颗粒大大降低了磨损率；耐磨性比基体提高5．6倍。

颗粒体积分数对Al_2O_3/钢基复合材料高温抗磨性的影响

在前期研究工作的基础上 ,着重讨论了不同颗粒体积分数对 Al2 O3/钢基复合材料 90 0℃下高温磨料磨损抗力的影响。结果表明 :适当的颗粒体积分数 (39%左右 )的复合材料因颗粒对基体保护好 ,起主要抗磨作用 ,因而高温抗磨性较好 ;

WC溶解对WC_p/钢基表层复合材料组织和性能的影响

利用V-EPC法制备了WC颗粒增强钢基表层复合材料。通过金相、扫描电镜、XRD、显微硬度及冲击磨料磨损性能测试等手段重点研究了在预制层中添加镍基自熔合金粉末(Ni6025WC)后,WC在基体中的溶解对复合材料组织和性能的影响。结果表明,WC在复合层中全部溶解使复合层基体中出现珠光体,残留奥氏体,马氏体以及M6C型碳化物,经分析知该M6C型碳化物为Fe3W3C。本试验得到的试样显微硬度与同类WC/钢基表层复合材料相比显著降低,冲击磨料磨损下的体积磨损率也较高。这些均表明WC在基体中过度溶解和Fe3W3C在基体中的含量较多时,复合材料的性能较差。

消失模铸渗法制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料

通过涂覆预制块的预置方法,利用消失模(V-EP)铸渗工艺制备了SiC颗粒增强钢基表面复合材料,着重研究碳化硅粒径对表面复合效果的影响。结果表明:碳化硅颗粒粒径在600～850μm时,制备的复合材料表面复合效果好,铸渗复合层厚度可达4 mm左右,表面较平整;碳化硅颗粒粒径对SiC/钢复合材料表面质量有很大的影响,随着SiC颗粒粒径的增加,复合材料铸渗层的表面质量呈下降趋势。

WC/钢基复合材料奥氏体化后的硬化效应及微观机理

研究了碳化钨 (WC)增强钢基复合材料经 980℃～ 12 4 0℃范围高温奥氏体化后的淬火硬化效应 ,发现此材料具有显著的淬火硬化效果 (6 8H RC)及良好的抗回火稳定性。研究了材料组织中大块硬质相 ,WC聚集区及基体显微硬度 (H V0 .0 5)的变化以及与宏观洛氏硬度之间的关系。最后 ,从材料科学及合金电子论角度得出了复合材料的超高硬度是来自 W,Mo等含碳结构单元构成的强大马氏体基体及大体积比例分布的硬质相的贡献。

液相合成VC颗粒增强钢基表面复合材料研究

利用液相合成技术，通过铸造在钢件上形成一层３—４ｍｍ厚，以ＶＣ颗粒增强的表面复合材料。组织结构和微区成分分析表明，在该表面复合材料的马氏体基体上均匀分布细小球状ＶＣ颗粒和条块状（Ｆｅ，Ｃｒ）７Ｃ３，由表及里，其合金元素浓度及ＶＣ的数量均呈梯度分布。在重载干滑动磨损条件下，含有自润滑石墨相的该表面复合材料具有很好的耐磨性。

铸造SiC／钢基复合材料中粒子分布特点

实验观察发现，铸造ＳｉＣ／钢基复合材料中ＳｉＣ粒子大多数均分布在珠光体晶内，而分布在铁素体晶内的较少，分布在晶界上的粒子更少，由此推断出在钢液凝固时绝大多数ＳｉＣ粒子被奥氏体裹在了晶内。本文对此情况还从理论上进行了探讨。

V-EPC铸渗制备自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料

为了优化自生TiC颗粒增强表面复合材料的工艺参数,利用真空实型铸渗方法制备了自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料,重点研究了预制块钢粉含量对制备复合材料的表面形貌、过渡层组织、复合层组织及复合过程的影响规律。结果表明,随着预制块中钢粉含量的增加,得到的复合材料复合层的表面质量先提高后下降,复合层中TiC颗粒的分布趋于不均匀。自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料的形成是钢液渗透和自蔓延反应两者共同作用的结果。

WC/NiCrMo钢基复合材料的断裂行为及特征

采用单边缺口梁(SENB)法、扫描电镜和电子理论,研究了碳化钨(WC)增强钢基复合材料经960～1040℃奥氏体化及淬火、回火共12种状态的断裂行为和断口特征。实验结果表明,该材料在具有高强度(σbb～2200MPa,σbc～3000MPa)高硬度(HRC62～68)的同时,还具有较高的SENB断裂韧性(～30MPa·m1/2),断口形貌主要特征为WC解理、基体准解理及分散韧窝和韧窝带。研究发现,高体积分数(～40%)的硬质相对材料的断裂韧性和断裂行为起决定性作用,基体内存在的具有高共价键强的含碳结构单元和具有较多晶格电子的αFe(Ni)结构单元共同作用,既给予硬质相以强韧支持,又产生断裂时的微观延性。

我国颗粒增强钢基铸造复合材料研究的现状

回顾了颗粒增强钢基铸造复合材料在中国的研究发展概况,评述了颗粒增强钢基铸造复合材料的钢基体和增强颗粒的选择原则,较系统地介绍了外加增强颗粒和原位内生增强颗粒的工艺方法制备钢基复合材料。

离心铸造WC_p/钢基复合材料的组织及断口特征

研究了离心铸造工艺制备的WCp/钢基复合材料的显微组织及断口形貌。结果表明:离心铸造显著的细化了基体材料的组织结构,WC颗粒在复合材料中均匀分布,复合材料断口特征主要表现为脆性断裂,在断口上可以观察到WC颗粒开裂和界面脱粘现象。

TiO_2对挤压铸造Al_2O_(3p)/钢基复合材料组织与力学性能的影响

在预制坯中加入TiO_2粉末,利用挤压铸造法制备Al_2O_3颗粒增强1065钢基复合材料,研究TiO_2对复合材料组织与力学性能的影响。结果表明:TiO_2使基体与Al_2O_3的结合界面形成了TiO_2、Al_2TiO_5界面层;添加TiO_2的复合材料硬度和三点弯曲强度分别为39.0HRC,743.94MPa,比未添加TiO_2的复合材料分别提高了10.0%,26.4%;断口扫描表明,添加TiO_2的复合材料界面结合良好无裂纹,Al_2O_3颗粒表现为穿晶断裂。说明加入的TiO_2改善了Al_2O_(3p)/钢基复合材料界面结合强度,提高了复合材料力学性能。