Ni含量对WC-Ni复合材料组织和性能影响规律研究

采用简化预处理辅助化学沉积方法制备了WC-Ni复合粉体,结合压制烧结方法获得了不同Ni成分的WC-Ni复合材料。通过FESEM. EDS 和XRD检测手段研究分析了原始WC粉、WC-Ni复合粉体和WC-Ni复合材料的表面形貌和断口特征。研究了不同Ni含量对WC-Ni复合材料组织性能的影响规律。实验结果表明,Ni颗粒均匀包覆在WC粉体表面,WC-Ni复合材料具有细小均匀的晶粒分布;随着Ni含量的增加,WC-Ni复合材料的抗弯强度增加,硬度基本保持不变,断口形貌表现出穿晶断裂特征。     

负压铸渗法制备铸铁表面Ni／WC复合渗层三点弯曲性能测试

采用负压铸渗法制备了铸铁表面不同WC含量的Ni基复合渗层, 观察了渗层与基体结合形貌并对试样进行三点弯曲测试.结果表明:渗层与基体熔合良好;随着渗层中WC含量的增加,渗层的韧性变差,变形的能力变差;弯曲破坏形貌和断口分析表明,不同WC含量的渗层破坏形貌基本相同,断裂机理也相同,基体沿石墨断裂,渗层沿WC断裂.     

电沉积制备Ni/nano-WC复合镀层的工艺及机理研究

采用脉冲电沉积法制备了纳米WC强化镍基复合镀层。探究了不同表面活性剂（十二烷基硫酸钠）添加量以及WC粉的湿磨预处理对Ni/nano-WC复合镀层表面形貌、颗粒分布、微观结构以及显微硬度的影响。表面活性剂的添加和对WC湿磨处理有助于细化镀层晶粒,得到WC颗粒分布均匀的致密镀层。镀层中WC含量以及镀层的显微硬度随着表面活性剂的添加量的增加而增加,但过量会使效果变差,理想的SDS添加量为0.15g/l,湿磨10h。     

H13钢表面电火花沉积WC-Ni基金属陶瓷涂层微观组织及摩擦磨损性能

为了提高H13钢表面性能,延长其使用寿命,采用电火花沉积工艺在H13钢基体上制备了WC-Ni基金属陶瓷涂层,并分别以Ni和Mo作为过渡层制备了复合涂层.利用XRD、SEM、EDS、显微硬度计和摩擦磨损试验机分析了涂层的物相、微观组织、显微硬度和摩擦磨损性能.结果表明,WC-Ni涂层表面由溅射状沉积斑点堆积而成,横截面分为涂层区、过渡层和基体3个区域,WC硬质相弥散分布于涂层内.Ni/WC-Ni复合涂层的表面较为光滑平整,Ni过渡层的引入并未改变涂层的物相,界面处WC硬质相异常长大.Mo/WC-Ni复合涂层表面存在微细裂纹,且生成了新相Fe9.7Mo0.3.复合涂层的硬度均高于WC-Ni涂层,复合涂层的摩擦系数和磨损失重均低于基体与WC-Ni涂层,Mo/WC-Ni复合涂层具有更好的耐磨性.     

多物理场耦合烧结制备超细WC-Ni硬质合金致密化机理

为了研究Ni含量对WC-Ni硬质合金性能的影响,利用多物理场耦合烧结方法制备不同Ni含量的超细WC-Ni硬质合金,结果显示:多物理场耦合烧结方法可以成功制备WC-Ni硬质合金,随着Ni含量增加,WC-Ni硬质合金的组织更加致密,试样的相对致密度逐渐增加,但WC颗粒发生了轻微的长大现象;同时,显微硬度先增后减,在Ni质量分数为8%时达到最大值,断裂韧性K_(IC)则随Ni含量的增加迅速增加到8.5 MPa·m~(1/2)。     

表面活性剂对Ni/纳米WC复合电镀层的影响（英文）

采用脉冲电沉积法制备了纳米WC强化镍基复合镀层。探究了表面活性剂(十二烷基硫酸钠,SDS)添加量以及WC粉的湿磨预处理对Ni/nano-WC复合镀层表面形貌、颗粒分布、微观结构以及显微硬度的影响。表面活性剂的添加和对WC粉湿磨处理有助于细化镀层晶粒,得到WC颗粒分布均匀的致密镀层。镀层中WC含量以及镀层的显微硬度随着表面活性剂的添加量的增加而增加,但过量会使效果变差,理想的SDS添加量为0.15 g/L,湿磨10 h。     

铸铁表面Ni/WC铸渗层的热疲劳性能研究

为了满足工况条件对表面功能材料在高温、摩擦和激冷激热等方面的要求,采用负压铸渗法在铸铁表面制备了Ni／WC复合渗层,观察了渗层与基体结合形貌,研究了渗层的热疲劳性能。结果表明：在热循环过程中,渗层与基体表面出现了不同程度的氧化现象,裂纹开始出现的热循环次数随着渗层中WC含量的增加而增加,表面复合渗层最终剥落破损的热循环次数随着WC含量的增加呈先增加后减少的趋势。     

电冶熔铸WCp/钢基复合材料的组织及断口研究

用电冶熔铸法制备了20wt％WC颗粒增强钢基复合材料，进行三点弯曲法破断试验，并观测材料的显微组织及断口形貌，分析热处理工艺对显微组织和断口形貌的影响。结果表明：WC颗粒相基本溶解于钢基体相中，并沿品界生成Fe，W3C复式碳化物，同时两相实现了冶金结合；断口分析证实此类断口为韧——脆复合断口，其中，部分硬质相颗粒表面出现解理断口。热处理工艺和颗粒本身特征均可影响基体断口形貌和断裂机制。淬火态断口基本为沿晶断裂；低温回火态断口以细韧窝及部分沿晶断口为主要断裂机制；退火态断口为准解理及韧窝复合断口。     

强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能

为进一步提高WC-Ni硬质合金的表面耐磨性,采用强流脉冲离子束(HIPIB)对其表面进行辐照处理。利用扫描电子显微镜、显微硬度计和环-块式摩擦磨损试验机研究了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的微观组织、硬度分布和摩擦磨损性能。结果表明:HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面发生快速重熔与烧蚀,组织显著细化、致密化;随着束流密度和辐照次数的增加,熔层厚度与硬化层深度增加、摩擦因数和磨损率降低,束流密度300A/cm~2辐照10次,熔层厚度约4μm,硬化层深度可达160μm,摩擦因数和磨损率分别降低45%和70%。辐照硬质合金表面重熔层的磨损主要表现为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,近表层冲击硬化区的磨损仍以Ni粘结相的微观磨损和WC晶粒脱落为主,但辐照应力波的长程硬化作用使硬质合金中WC晶粒与Ni粘结相之间的结合力增强以及Ni粘结相自身强化有效抑制了这类磨损。     

强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金摩擦磨损行为

利用束流密度50~200 A/cm2、脉冲宽度70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对WC-Ni硬质合金进行表面辐照处理,测试了辐照WC-Ni硬质合金的微观组织和表面硬度,采用环-块式摩擦磨损试验机、SEM和EDS考察了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能及其磨损机理。结果表明,随束流密度增加,WC-Ni硬质合金表面发生重熔与Ni粘结相的选择性烧蚀,表面重熔致密化,表面硬度显著增加,摩擦系数降低、耐磨性提高,200 A/cm2辐照硬质合金表面熔层约1.6μm,组织明显细化,表面硬度可达14.86 GPa,摩擦系数和磨损率分别降低18%和58%。HIPIB辐照使硬质合金表面磨损机制从原始硬质合金的Ni粘结相优先去除引发WC颗粒剥落去除转变为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,这归因于HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面重熔致密化及晶粒细化。     

激光原位制备颗粒增强铁基复合涂层中碳化物相的形貌分析

通过Zr+Ti,Ti+WC以及Zr+Ti+WC的复合添加,运用激光熔覆技术在中碳钢表面原位合成了颗粒增强铁基复合材料涂层,研究了复合碳化物颗粒相的形貌特征.结果表明,当Zr+Ti复合添加时,颗粒相具有包覆结构;当Ti+WC复合添加时,颗粒相易长大成花瓣状,具有层状结构;当Zr+Ti+WC复合添加时,若WC含量较低,颗粒相具有不规则多边形特征,随着WC含量的增加,颗粒相逐渐长大成花瓣状甚至粗大的树枝晶状.通过热力学计算,对复合碳化物的形成过程进行了讨论.     

Ni对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响

利用铸渗法制备了WC颗粒增强钢基表面复合材料,通过金相、扫描电镜等测试手段,重点研究了预制层中添加Ni粉对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响。结果表明,随着Ni添加量的增加,铸渗层中WC颗粒数目逐渐增多,复合层与基材的过渡趋于平缓,表面质量也趋于完好。同时,随着Ni添加量的增加,过渡层的变化逐渐趋向平缓,基体中马氏体、残余奥氏体及共晶碳化物的数量逐渐增加,并且复合层表层硬度呈现递增的趋势。     

WC硬质合金颗粒复合耐磨材料的韧性与断裂

采用不同类型的WC硬质合金颗粒及不同成分的金属基本组成的两种复合耐磨材料，研究了复合材料的韧性及其影响因素，观察分析了其断口形貌及断裂机理．结果表明，复合材料的韧性与断面上WC硬质合金颗粒及金属基体的面积分数有关，主要取决于金属基体的成分、组织状态、韧性和含量，基体的韧性越好，含量越多，则复合材料的韧性越高．在冲击载荷作用下，WC硬质合金的断裂为脆性解理断裂，而金属基体则为具有少量塑性变形的准解理断裂。     

离心铸造WCp/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.     

火焰熔覆镍基/陶瓷涂层的耐磨性研究

研究了陶瓷WC和SiC加入量对氧乙炔火焰重熔方法制备的镍基合金涂层耐磨性的影响。试验结果表明，采用粘接手段作为预涂敷方法、氧乙炔火焰作为热源可得到致密、均匀的陶瓷复合涂层。Ni60基／WC复合层的耐磨性优于Ni21基/SiC复合层，且在一定的范围内这2种复合层均随着陶瓷含量的增多而耐磨性提高。当WC含量达到30％时，Ni60基／WC复合层的耐磨性最好，继续增加WC含量耐磨性反而降低。当SiC含量达到4％时，Ni21基／SiC复合层的耐磨性最好，继续增加SiC含量耐磨性反而降低。     

激光熔覆纳米WC颗粒增强型合金粉末的研究

以Ni60作为粘接金属,掺入纳米WC为增强相,在16Mn钢表面用激光熔覆技术制备具有高耐磨性、高硬度和无裂纹的金属基复合材料熔覆层,分析了纯Ni60和不同含量纳米WC熔覆层的微观组织.在相同工艺条件下,讨论了纳米WC含量对熔覆层金相组织和表面硬度的影响,为制备高性能且与基体呈冶金结合的熔覆层提供了依据.结果表明,含纳米WC的合金粉末熔覆层硬度均高于纯Ni60粉末熔覆硬度,且随着纳米WC含量的增加,熔覆层表面硬度也增大,当纳米WC含量达到5％时,熔覆层表面出现了裂纹.     

Si_P/ZA40复合材料的制备与力学性能研究

采用复合Na盐变质处理法制备了硅颗粒增强高铝锌基复合材料,应用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验和冲击试验等手段研究了复合材料的组织特点、断口形貌和力学性能。结果表明:通过复合Na盐变质处理,含硅高铝锌基复合材料中硅颗粒分布细小均匀、形状规则;随硅含量的增加,材料的硬度逐渐增大,抗拉强度逐渐减小,冲击韧度逐渐降低;含6.0%硅的高铝锌基合金的拉伸断口具有脆性断裂特征。     

铸造碳化钨添加量对镍基复合喷熔涂层性能的影响

在镍基合金粉末NiCrBSi中添加不同比例的铸造碳化钨(WC),并采用氧乙炔火焰喷熔工艺在低碳钢表面制备了相应的Ni基WC复合涂层.采用金相显微镜观察了涂层的显微组织,采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损试验机测试了涂层的抗磨粒磨损性能,并采用扫描电镜观察了喷熔粉末和喷熔层磨损后的形貌.结果表明:喷熔层的组织为在NiCr合金基体上弥散分布着不同粒度的碳(硼)化物硬质相;涂层的显微组织和WC的含量对Ni基WC喷熔层的硬度和抗磨损性能影响很大,涂层的硬度和抗磨损性能随WC添加量的增加先增加后减小;当WC的含量为35％时,Ni基体WC喷熔涂层的硬度最高,相应的抗磨粒磨损性能最好.     

造粒烧结WC颗粒对选区激光熔化18Ni300基复合材料微观组织及力学性能影响

为明确低成本WC颗粒增强钢基复合材料的组织演变过程和使用安全性，以造粒烧结球形WC颗粒为增强相，通过选区激光熔化制备了颗粒增强18Ni300钢基复合材料，研究了增强体体积分数对材料组织和冲击性能的影响。结果表明，WC颗粒加入量是影响材料致密度、成形质量和冲击韧性的主要因素，WC颗粒部分溶解导致基体中W、C含量增加，α-Fe相转变被抑制，晶粒尺寸发生改变。随着WC含量的增加，基体组织逐渐转变为γ-Fe相，晶粒尺寸增大。WC质量分数从0%增加到20%时，试样平均冲击值从为49.25 J下降为8.50 J，断口逐渐转变为脆性断裂形貌。     

硬质合金弯曲疲劳性能研究

制备5种不同WC晶粒度和粘结相含量牌号硬质合金试样,其中牌号A～D试样进行3点弯曲疲劳S-N曲线测试,试验表明硬质合金低周疲劳性能与横向断裂强度具有一致性,高粘结相含量试样在同应力疲劳循环次数波动性小于低粘结相含量硬质合金。对疲劳断裂试样进行断口形貌特征分析,低晶粒度和低粘结相硬质合金疲劳裂纹出现在WC晶粒聚集或粗大WC晶粒处,断口形貌特征与静态断口形貌特征相似,疲劳特征不明显。大晶粒度和高粘结相硬质合金疲劳特征明显,粘结相Co出现较多韧窝,表面出现疲劳条纹,随循环周次增加,疲劳条纹越窄,粘结相Co韧窝串联,无法维持对WC颗粒粘连,导致其碎裂和剥落。同一应力水平作用下,随循环周次的增加粘结相Co受到的塑性变形越大,韧窝特征越明显,WC晶粒破碎或剥落越严重,孔隙越多。另对牌号A和牌号E不同工艺制备的试样进行同一应力下疲劳性能对比试验,结果表明不同的制备工艺与处理工艺对硬质合金疲劳性能有较大影响,且与后续使用性能有较强的对应性。