纳米TiC颗粒增强Al-Cu-Li基复合材料摩擦磨损性能的研究

采用中间合金法制备TiC颗粒增强Al-Cu-Li基复合材料,通过GCr15钢球与复合材料在室温下干摩擦滑动磨损实验,研究不同含量TiC与载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响。试验结果表明:TiC颗粒细化了复合材料组织,同时也提高了热处理后复合材料的硬度及耐磨损性能,在TiC含量为0.3%时,复合材料表现出优异的耐磨损性能。通过观察磨损后表面形貌,低载荷下主要磨损类型为磨粒磨损和黏着磨损,随着载荷的提高,氧化磨损和循环力引起的疲劳剥落成为了主要磨损类型。随着TiC颗粒的加入,提高了复合材料的硬度,降低了动摩擦系数,黏着磨损得到了抑制,复合材料的耐磨损性能得到了提高。

氩弧原位合成TiC颗粒增强Fe基复合层

通过在Fe基自熔合金粉末中添加一定比率的强碳化物形成元素Ti及石墨,采用氩弧熔敷法在中碳钢基体上制备原位形成的TiC颗粒增强Fe基合金复合涂层。利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射和图像分析系统,对熔敷层显微组织及其影响因素进行了观察与分析。研究结果表明,利用氩弧熔敷技术,可以原位形成细小、弥散分布的TiC颗粒;TiC颗粒沿熔敷层深度呈梯度分布。通过调整预置涂层的厚度、熔敷工艺参数以及石墨的加入量,可以调整控制熔敷层的成形及组织与性能。

原位自生TiC颗粒增强金属基复合材料涂层的组织与性能

以Ni60A、Ti粉和C粉为原料，采用高频感应熔覆技术。在16Mn钢表面原位合成了TiC颗粒增强镍基复合材料涂层。借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计对复合涂层的组织、结构和性能进行了分析。结果表明，熔覆层与基体呈冶金结合，无裂纹、气孔等缺陷；熔覆层组织由γ-Ni、M23C3、TiC组成，TiC大部分呈方块状，少部分呈花瓣状，颗粒尺寸为0.5-1.0μm，均弥散分布于熔覆层中，涂层的显微硬度可达980-1000HV0.2。

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 。

原位TiC颗粒对喷射成形铝合金组织的影响

利用熔铸-原位反应喷射成形技术制备7075+TiC(2.91％,体积分数)铝合金半固态坯料,将合金加热到固液两相区不同温度,保温不同时间,淬火固定其半固态组织.采用扫描电镜观察其组织,应用ImageTool软件及截线法统计晶粒尺寸.研究表明,原位TiC颗粒不仅细化喷射成形组织,而且在二次加热保温过程中有效地阻碍晶界的移动,抑制了显微组织的粗化过程,在600℃保温60min后合金平均晶粒尺寸仍小于30μm,表现出良好的钉扎效应.

TiC颗粒增强钛基复合材料的制备及其微观组织

采用直接加入TiC粉的方法制备了原位自生TiC增强钛基复合材料 ,此法与国内研究者常用的加入石墨粉的方法相比 ,制备的复合材料成分准确 ,易于控制。制备的复合材料由Ti和TiC相组成 ,其中TiC为初生树枝状和短棒状共晶组成。TEM研究发现 :还存在 0 .3～ 0 .6 μm的规则块状TiC ,多分布在晶界上 ;TiC颗粒与基体界面干净、无反应层 ,基体中存在较多的位错 。

原位TiC颗粒增强灰铸铁复合材料的组织及其摩擦磨损性能

采用原位反应铸造法制备了TiC颗粒增强灰铸铁复合材料,并考察了复合材料的组织、力学性能和摩擦磨损性能.结果表明:随着合金熔体中Ti含量增加,复合材料中TiC颗粒的数量增加,尺寸减小,而石墨的数量降低,且其形态由片状转化为点状;含有大量TiC颗粒及少量点状石墨的复合材料的力学性能和耐磨性优良,即使在较高载荷下,复合材料中的TiC颗粒和点状石墨仍具有协同减摩抗磨作用,从而使得复合材料的摩擦磨损性能优于普通灰铸铁.

原位TiC颗粒细化喷射沉积7075铝合金组织的机理

采用原位反应喷射沉积法制备TiCP/7075(TiCP体积分数为2·91%)铝合金,观察其微观组织.应用I mage Tool软件及平均截线法统计平均晶粒尺寸,并与喷射沉积7075铝合金进行对比.发现前者的晶粒尺寸比后者减小50%左右,表明原位TiC颗粒对喷射沉积7075铝合金组织具有显著的细化作用.从形核的属性、速度以及过程的晶体学分析对其细化机理进行了解释.

TiC_P/Al基复合材料中TiC颗粒的合成反应研究

应用自蔓延高温合成+铸造法制备出了TiCP/Al基复合材料;TiC颗粒直接在铝熔体中反应生成,合成的TiC颗粒细小(0.5～2μm)、分布均匀、与基体结合良好。工艺较为简单,反应时间短,碳化钛粒子的损失少,制备的复合材料成分均匀、结构致密;热力学及动力学分析表明TiC的合成分三阶段完成:燃烧前反应、燃烧合成反应、燃烧后反应,其中自蔓延燃烧合成反应是生成TiC的主导反应。

原位合成TiC颗粒增强铝基复合材料及其磨损性能

利用原位合成的方法在几种锻铝基体中合成了T iC颗粒.X射线衍射谱表明,在复合材料的显微组织中T iC是惟一反应生成物.与基体材料相比,引入T iC后材料的耐磨性能有很大幅度的提高,且磨损性能与基体材料的强度之间没有必然的联系.对磨损试样表面的SEM观察显示,在磨损过程中T iC颗粒凸起于基体,在表面起支撑载荷的作用,同时使摩擦副(滚轮)与基体表面之间形成一个储存润滑油的间隙,从而改善了磨损过程中的润滑条件,减小了试样的磨损量.

纳米TiC颗粒弥散增强超细晶钨基复合材料的组织结构与力学性能

采用高能球磨和热压烧结的方法成功制备了纳米TiC颗粒弥散增强超细晶W基复合材料,并对其组织结构、室温力学性能进行了研究。研究结果表明,当纳米TiC颗粒含量较小时,高能球磨可以使TiC颗粒均匀分散到W基体中,烧结后,TiC颗粒尺寸约100nm,当纳米TiC颗粒含量较高时,局部出现团聚现象;纳米TiC的加入强烈的阻碍了W晶粒的长大并使复合材料的断裂模式由沿晶断裂为主向穿晶断裂为主转变,提高了材料的力学性能;在TiC含量为1%(质量分数,下同)时,材料的致密度、维氏显微硬度、弹性模量、抗弯强度分别达到98.4%、4.33、396GPa、1065MPa。纳米TiC颗粒对复合材料的强化机制主要是细晶强化和晶界强化。

激光熔覆制备原位自生TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层的研究

为了在碳钢表面获得耐磨、耐蚀、抗热疲劳等综合性能优良的TiC颗粒强化Ni基合金复合涂层 ,利用3kW连续波快速轴流CO2 激光器进行了一系列的激光表面熔覆实验研究 ,光斑直径 3 5mm ,扫描速度 3 10mm/s,送粉速率 3 2 6 g/min。实验结果表明 :利用送粉式激光表面熔覆技术 ,可以在碳钢表面直接原位合成TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层 ,涂层与基体呈良好的冶金结合 ,涂层宏观质量完好 ,无裂纹 ,但有少量的气孔。涂层组织由γ 奥氏体枝晶、CrB、TiB2 、M2 3 C6和TiC组成。经激光表面重熔后 ,涂层显微硬度达HV0 2 110 0 ,是基材显微硬度的 4

TiC颗粒对铁-碳-铬-硅合金堆焊层显微组织及耐磨性的影响

用埋弧焊制备铁-碳-铬-硅合金堆焊层,通过显微组织观察、硬度测试和耐磨性能试验等方法研究了外加TiC颗粒含量对其显微组织及耐磨性的影响。结果表明：不同TiC含量的铁-碳-铬-硅合金堆焊层基体组织均为α-Fe,随TiC含量增加,初生M7C3颗粒尺寸从40-80μm逐渐减小至15-25μm,颗粒数量增多,分布弥散,且出现了TiC2和TiC等增强相;弥散密集分布的M7C3颗粒有利于堆焊合金层表面均匀磨损,避免因粗大脆性共晶优先磨损引起的过早失效,显著改善了耐磨性;该合金堆焊层的耐磨性随TiC含量的增加先增强,接着减弱,然后再增强,其主要磨损机理由微观断裂转变为微切削。

TiC颗粒增强镍基合金复合涂层的摩擦学性能(英文)

运用等离子喷涂技术制备了TiC颗粒增强镍基合金复合涂层,分析了TiC颗粒增强镍基合金复合涂层的微观结构,研究了其摩擦磨损行为与机理。结果表明:TiC颗粒增强镍基合金复合涂层主要由γ-Ni,CrB,Cr7C3和TiC构成;复合涂层与基底材料间形成了厚度为9.4μm的过渡层,达到了冶金结合。当TiC颗粒含量为30%(体积分数)时,复合涂层的摩擦系数和磨损率均最低,即其摩擦系数为0.33,较纯镍基合金涂层降低了30%;其磨损率为0.3×10-3mm3/m,是纯镍基合金涂层的1/3。当载荷在6～10N的范围内时,复合涂层呈轻微磨损,其磨损机理主要为粘着磨损;当载荷达到12N时,复合涂层产生严重磨损,其磨损机制转变为硬质相的脱落和转移层的层脱剥落。

钨极氩弧熔敷技术制备含TiC颗粒增强涂层的研究

在碳钢基体表面预涂一定混合比例的钛铁和石墨,用钨极氩弧热源熔敷,使Ti元素和C元素在高温下原位反应,获得TiC颗粒增强的综合性能优异的铁基复合材料涂层;试验测试和分析表明,熔敷层中原位生成了TiC增强颗粒;熔敷层微观组织主要有珠光体、铁素体、马氏体、少量残余奥氏体、TiC颗粒等组成;涂层表面硬度达到了HRC55以上;越靠近熔覆层表面,硬度越高,具备良好的耐磨性能.

埋弧堆焊TiC颗粒增强复合涂层的组织与性能

以TiFe粉、Cr粉、Ni粉、Fe粉、胶体石墨等为原料,利用合金粉粒埋弧堆焊技术在Q235钢表面原位反应合成TiC颗粒增强Fe基复合涂层。利用SEM,XRD和EDS等分析了涂层的显微组织,并在室温干滑动磨损条件下测试该涂层的耐磨性能。结果表明:利用合金粉粒埋弧堆焊技术,可以原位合成粒径在2μm以下、弥散分布的TiC颗粒。涂层组织由TiC颗粒、马氏体和奥氏体构成。涂层平均显微硬度达601HV0.2,约是碳钢基体的3倍。由于TiC颗粒和马氏体的抗磨损性能使涂层具有优异的耐磨性能,因此涂层磨损质量约是基体金属的1/10。埋弧堆焊双层涂层与单层涂层相比,马氏体含量减少,奥氏体和TiC含量增加,耐磨性更好。

原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料的微观结构研究

采用不同化学成分基体制备了原位合成 Ti C颗粒增强铁基复合材料 ,并以透射电镜为手段对其微观结构进行了分析研究。结果表明 ,Ti C增强相周围基体组织与基体含碳量有关 ,基体中较高的含碳量有助于抑制 Fe2 Ti相的形成 ,在含钼基体中 Ti C增强相与基体之间存在一富钼的包覆层 ,进一步改善了基体对碳化钛的润湿性 ,有利于增强体在基体中的均匀分布。

TiC颗粒增强钛基复合材料的摩擦磨损性能

采用Ti粉末分别与碳化物Mo2C和VC粉末混合,通过冷等静压、真空高温烧结原位生成6种不同成分的TiC颗粒增强钛基复合材料,用UMT-3型摩擦试验机研究合金元素Mo和V以及Mo2C、VC添加量对钛基复合材料干磨擦性能的影响。测定不同样品的洛氏硬度和基体的显微硬度,用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)观察和分析样品的表面形貌和成分。结果表明:随着Mo2C和VC添加量增加,钛基复合材料的硬度略有增加,但摩擦因数增大,磨损量增加,说明耐磨性与硬度并不是简单的正比例关系。随着载荷增加,摩擦因数降低。在载荷为30 N的条件下,Mo2C添加量(质量分数)分别为3%、6%、12%的材料,其摩擦因数分别为0.443 2、0.440 2和0.468 3,磨损量分别为8.5、8.9和11.4 mg;VC的添加量(质量分数)分别为3%、6%、12%的材料,摩擦因数分别为0.467 0、0.443 6和0.462 1,磨损量分别为10.5、11.9和17.1 mg,二者的摩擦因数差别不大,但添加Mo2C的材料样品的质量磨损明显低于添加VC的样品,原因是添加Mo2C的复合材料基体硬度较高,Mo对基体的强化作用更好。

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。

TiC颗粒增强镍基合金复合涂层的摩擦学性能及磨损预测模型(英文)

运用等离子喷涂技术在铝合金表面制备TiCP/镍基合金复合涂层,研究干摩擦条件下载荷、速度和温度对复合涂层摩擦磨损行为与机理的影响规律;建立了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的复合涂层磨损预测模型。结果表明:在不同摩擦条件下,TiCP/镍基合金复合涂层的摩擦因数和磨损质量均低于镍基合金涂层。LS-SVM模型对摩擦因数和磨损失重的预测时间仅为BP-ANN模型的12.93%,其预测精度分别比BP-ANN模型提高了58.74%和41.87%,可有效预测干摩擦条件下TiCP/镍基合金复合涂层的摩擦磨损行为。