原位反应铸造法制备颗粒增强铁基复合材料的研究现状

介绍了原位反应铸造法的基本原理、国内外研究现状以及不同工况条件下铁基体的选择,并对原位反应铸造法制备不同颗粒增强的铁基复合材料的特点进行分析和对比。简述了基体和颗粒增强相的界面反应以及原位反应铸造法制备颗粒增强铁基复合材料存在的问题及发展方向。     

Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料磨损性能的研究

以45钢、钛铁、生铁等为主要原料,在大气环境下、利用中频感应电炉、通过添加含氮附加物、采用原位反应铸造法制备了Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料。研究了所制备复合材料的油润滑摩擦磨损性能、干摩擦磨损性能以及冲击磨料磨损性能。结果表明,在有润滑和无润滑条件下的干摩擦,复合材料的耐磨性能都远大于正火45钢;在中、低冲击工况下,复合材料磨料磨损性能优于高锰钢和高铬铸铁。     

热处理对Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料组织和力学性能的影响

研究了Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料的热处理工艺对其组织和性能的影响。结果表明,通过热处理可以显著改变Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料的组织状态,进一步提高Ti(C,N)颗粒增强铁基复合材料的力学性能。Ti(C,N)颗粒增强铁复合材料最佳的热处理制度800℃×1.0 h+550℃×1.0 h油冷,此时复合材料的力学性能得到最好的匹配:抗弯强度1 883.88 MPa、洛氏硬度58.24HRC、冲击韧度18.69 J/cm2。     

高温熔体浇注合成TiC颗粒局部增强Al基复合材料

将铸造法与原位反应法相结合,利用高温Al液诱发Al-Ti-C压块反应而生成Ti C,进而原位制备了Ti C颗粒局部增强Al基复合材料,并结合DSC及其截断处理分析了该体系生成Ti C相的反应行为。结果发现:当Al含量为20~40wt%时,Al-Ti-C体系能发生反应而生成Ti C颗粒,而Al含量低于10wt%或高于50wt%时该体系不能发生Ti C的形成反应。Ti C/Al基复合材料局部增强区的界面上Ti C颗粒细小弥散、逐步自然过渡,且与Al基体结合紧密。DSC分析证实,Al-Ti-C体系中的Al粉能细化生成的Ti C颗粒,同时还参与了Ti C相的形成反应。     

Ti_3SiC_2/Al稀释重熔制备铝基复合材料

以Ti_3SiC_2粉、铝粉、铝锭为原材料,采用SPS法制备Ti_3SiC_2/铝基复合材料大块体,然后通过稀释重熔的方式制备了颗粒增强铝基复合材料。通过金相显微镜、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等分析手段,研究了原位生成颗粒增强铝基复合材料组织与性能。结果表明,制备的颗粒增强铝基复合材料物相复杂,除基体铝外,主要的物相还有Al_3Ti、Ti C、Al_4C_3。以Ti_3SiC_2/Al复合材料形式加入的Ti3SiC2分解完全。搅拌铸造的原位颗粒增强铝基复合材料颗粒分布均匀,颗粒与基体铝的结合紧密,力学性能优异,维氏硬度高达HV35.5,比相同工艺下铸造纯铝提高69%。在载荷为50 N下,有较好的自润滑性能,摩擦系数0.31,磨损量0.3×10~(-2)g。复合材料的摩擦机制由典型的粘着磨损,向轻微的磨粒磨损转变。     

原位（InSitu）颗粒增强铁基复合材料的制备新技术—反应铸造法

在综述了国内外铁基复合材料研究现状的基础上，提出了一种制备原位（insitu）颗粒增强铁基复合材料的新技术──反应铸造法。介绍了反应铸造法的基本原理、持点以及所得复合材料的组织和性能，并展望了铁基复合材料的发展方向。     

原位合成(Ti,W)C增强高铬铸铁复合材料的形成过程及三体磨损性能

通过原位生成法与铸造法相结合制备(Ti, W)C颗粒增强高铬铸铁复合材料,采用XRD、EDS、SEM等检测方法研究复合材料的反应过程、组织结构及抗三体磨损性能。研究结果表明:增强相(Ti, W)C的反应过程存在反应-融化-析出机制以及反应-固溶机制。(Ti, W)C颗粒与基体的界面为冶金结合。复合材料的抗磨损性能是其基体高铬铸铁的1.4倍,磨损机制为磨粒磨损-粘着磨损。     

原位颗粒增强镁基复合材料的制备

综述了原位颗粒增强镁基复合材料的研究进展，重点介绍了原住反应法制备颗粒增强镁基复合材料的基本原理和过程，并分析了其组织和性能；同时还简述了传统铸造法制备原位颗粒增强镁基复合材料的特点。最后，对原位颗粒增强镁基复合材料的发展趋势作了展望。     

V(C,N)颗粒增强铁基复合材料的研究

采用粉末冶金和原位合成相结合的方法合成V(C,N)颗粒增强铁基复合材料,用扫描电镜、X射线衍射等测试方法对试样进行了组织结构分析,并探讨了原位合成V(C,N)的机理.结果表明,石墨与氮气的存在降低了σ-FeV相的稳定性,使其分解为崮溶大量V的Fe,C、N与V发生反应生成V(C,N);原位合成的复合材料主要相组成为V(C,N)和γ-Fe,所合成的硬质相V(C,N)颗粒细小,在铁基体中均匀分布.在重载十滑动摩擦条件下,V(C,N)颗粒增强铁基复合材料显示出良好的耐磨性.     

原位反应生成灰铸铁基复合材料的微观组织及机理研究

将铬合金丝与灰铸铁进行铸造复合及热处理,采用原位法制备出碳化物颗粒增强铁基复合材料.利用XRD、SEM和EDAX对该复合材料的微观组织进行观察.结果表明:在1160℃下保温20、22 min后,该复合材料中生成M7C3型碳化物,靠近合金丝边缘的为细小颗粒状,远离合金丝为板条状,同时在复合材料中出现珠光体；保温24min后,合金丝与基体完全反应,生成的碳化物与保温26 min时一致,全部为M3C型.     

颗粒增强铝基复合材料的制备工艺

介绍了颗粒增强铝基复合材料的增强机理,综述了颗粒增强铝基复合材料的制备工艺.制备工艺按颗粒的加入方式分为强制加入法和原位反应法.强制加人法包括粉未冶金法、铸造法、喷射沉积法、熔渗法;原位生成法包括自蔓延高温合成法、原位热压放热反应合成法、放热弥散技术、反应自发浸渗技术等工艺.对各工艺做了详细的介绍,指出了未来的发展方向.     

Fe-(Ti,V)C复合材料耐磨性研究

采用原位合成技术制备了碳化钒钛颗粒增强铁基复合材料,采用销盘磨损试验机对复合材料进行了耐磨性试验.采用扫描电镜对该复合材料的微观组织和磨损形貌进行分析.结果表明:随着V含量的增加,Fe-(Ti,V)C复合材料的耐磨性升高,达到最大值后,Fe-(Ti,V)C复合材料的耐磨性又有所下降.     

原位反应制备颗粒增强钛基复合材料的研究进展

原位反应制备的颗粒增强钛基复合材料中增强颗粒与基体的相容性好,复合材料高温性能稳定,成为制备高性能颗粒增强钛基复合材料的首选途径.目前,粉末冶金法、熔铸法、放热弥散法、燃烧合成法和机械合金化法都已用于原位反应制备颗粒增强钛基复合材料.综述了这些制备方法的原理、特点以及制备出的复合材料的组织和性能,指出了原位反应制备颗粒增强钛基复合材料今后的发展方向.     

原位自生钢基复合材料耐磨性能的研究

用铸造的方法制备了原位自生复合碳化物[(Ti,W,Cr,V,Nb)C]增强钢基复合材料,并对该复合材料的磨粒磨损性能及磨损机理进行了研究。结果表明,采用该方法制备的钢基自生复合材料中,自生碳化物颗粒细小、圆整、且分布均匀,碳化物颗粒增强相体积分数达到42.8%;原位自生钢基复合材料的耐磨性能优良。在磨粒磨损条件下,其磨损机制主要是显微切削、颗粒脱落和脆性剥落;稀土和合金元素能够提高原位自生钢基复合材料的耐磨性能。     

颗粒增强镁基复合材料的制备工艺研究进展

综述了颗粒增强镁基复合材料的主要制备工艺和研究进展,重点介绍了粉末冶金法、搅拌铸造法和原位反应自生增强法等制备方法,并阐述了各种制备方法的特点和存在的问题。对颗粒增强镁基复合材料制备工艺的发展提出了自己的看法,指出半固态搅拌法是最适宜工业化生产的制备工艺,原位反应自生增强法是最具研究前景和发展潜力的制备工艺。     

熔体内合成TiC颗粒增强Al基复合材料及其性能研究

在高温Al熔体内原位反应合成了Ti C颗粒进而制备了不同质量分数Ti C增强相的Al基复合材料。实验发现,原位生成的Ti C相与基体结合紧密,能有效细化基体组织。随着基体中Ti C含量增加,复合材料的致密性下降,但硬度增大,Ti C含量为10wt%时具有最佳硬度。摩擦测试表明:随Ti C增强颗粒的增加,复合材料磨损率减小,复合材料在10 N和25 N载荷下经30 m磨损行程,其磨损失重率仅分别为0.45%和0.67%,表明其具有优良的抗磨损性能。摩擦后复合材料表面产生了大量平行而明显的"犁削"痕迹,其摩擦机制主要为疲劳磨损。     

半固态TiC／7075Al基复合材料的制备

采用原位反应液相线铸造技术制备了TiC颗粒增强7075A1基复合材料.通过光学显微镜观察其显微组织,分析工艺参数对TiC颗粒合成过程的影响.结果表明,C和Ti的摩尔比为1.25,Al熔体温度达到950℃,浇注温度为650℃时,制备的复合材料未生成Al<3Ti相,并能够获得较理想的等轴晶组织.     

熔铸—原位反应喷射成形705／TiC复合合材料的拉伸性能

利用熔铸-原位反应喷射沉积成形技术制备了TiC颗粒增强7075Al基复合材料,测试了复合材料的拉伸性能,结果表明：在预制块中选取Ti:C=1:1配比,复合材料中存在较多的条、块状Al3Ti相同,致使复合材料的拉伸强度和延伸率均比未增强合金低;选取Ti:C=1：1.3的 配比,有助于消除Al3Ti脆性相,提高复合材料的拉伸强度,进一步讨论了提高熔铸-原位反应喷射沉积成形7075/TiC Al基复合材料拉伸强度的途径。     

原位法制备颗粒增强铁基复合材料的研究进展

介绍了原位反应法在制备颗粒增强铁基复合材料方面的应用现状和特点,综述了增强体、复合模式和制备工艺等对陶瓷相颗粒增强铁基复合材料性能的影响,分析了原位反应法在目前的应用中存在的优点和不足之处,并给出了改进方法,即机械合金化和热压或等离子体烧结法相结合,通过此方法可以实现高硬质碳化物陶瓷颗粒增强相在铁基体中的均匀分布,并达到性能的均一化。     

碳化钛钒增强铁基复合材料的微观组织与机理研究

采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了(Ti,V)C/Fe基复合材料,用X射线衍射、扫描电镜研究了该复合材料的物相结构和显微组织.结合热分析和高温X射线衍射,对Fe-Ti-V-C体系的反应机理进行研究.结果表明:反应合成的复合材料的相组成为(Ti,V)C和α-Fe,细小的球状(Ti,V)C颗粒均匀分布在珠光体基体上.Fe-Ti-V-C体系的反应机理为,首先在765.7℃发生Fe的同素异构转变,即α-Fe→γ-Fe,以及钒的碳化反应FeV+C=VC+Fe;其次在1058.5℃,Ti与Fe共熔而形成低共熔体Ti2Fe;在1140.4℃,C与Ti2Fe反应生成TiC;最后,随着温度的继续升高,TiC和VC形成了(Ti,V)C固溶体.