构型陶瓷/钢铁耐磨复合材料研究进展

近年来,陶瓷颗粒非均匀分布增强钢铁基复合材料(构型复合材料)由于具有优异的耐磨性,成为国内外高性能耐磨材料研究和应用的热点.对构型复合材料耐磨性的研究进行了综述,认为在无冲击磨料磨损工况下,构型复合材料的耐磨性显著高于常规陶瓷颗粒均匀分布增强复合材料,其耐磨性顺序按照基体排列为:高铬铸铁基>合金钢基>高锰钢基复合材料;陶瓷/钢铁界面结合强,则复合材料耐磨性高;按照陶瓷颗粒排序是:WC>(TiC,ZTA)>Al2O3增强复合材料;ZTA中ZrO2含量高,则耐磨性好.在高冲击磨料磨损工况下,构型复合材料耐磨性远不如无冲击工况下的耐磨性,有的甚至比基体差;合金钢基复合材料耐磨性比高锰钢基稍高.综述了不同工况下构型复合材料的磨损机理,并提出了构型陶瓷/钢铁复合材料的研究方向.     

自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展

从自生TiC颗粒增强钛基复合材料(PTMCs)的制备方法、微观组织及界面结构、性能和应用与展望4个方面论述了自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展.重点介绍了近年来PTMCs的一些制备方法及在室温、高温时的力学性能.     

自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展

从自生TiC颗粒增强钛基复合材料（PTMCs）的制备方法、微观组织及界面结构、性能和应用与展望4个方面论述了自生TiC颗粒增强钛基复合材料的研究进展。重点介绍了近年来PTMCs的一些制备方法及在室温、高温时的力学性能。     

激光引燃自蔓延合成TiC／Al基复合材料研究

采用激光引燃自蔓延高温合成法,通过改变激光功率和成分配比制备了TiC陶瓷颗粒增强的Al基复合材料。利用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对自蔓延合成产物的相组成和显微组织进行研究。结果表明,通过激光引燃自蔓延法可以合成高纯度的TiC／Al基复合材料。随着激光功率升高,引燃时间缩短,合成的复合材料中TiC颗粒的尺寸和孔隙率增大;激光参数不变时,随着Al含量的增多合成TiC颗粒尺寸逐渐变小,形貌由球状转变为多角状。     

颗粒增强钛基复合材料界面碳浓度分布研究

本文研究了TiC颗粒增强钛基复合材料的界面反应,发现围绕TiC颗粒周围的界面层是非化学计量比.同时也讨论了反应层宽度与加热温度之间的关系.     

电磁感应合成TiC增强铁基复合材料的研究

以钛丝作为增强相,采用电磁感应熔渗法合成了碳化钛增强铁基复合材料.对TiC/Fe基复合材料的微观组织、摩擦磨损行为进行了研究,结果表明,试验制得了TiC硬质相,沿原来钛丝方向分布较均匀,硬质相颗粒有小颗粒状、大颗粒状、长条状,尺寸范围在2～16μm.相对于标准试样,复合材料的力学性能及耐磨相性能有所改善.     

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.     

不同类型颗粒混合增强铁基复合材料的磨损性能

采用电流直加热动态热压烧结工艺制备陶瓷颗粒增强铁基复合材料,研究高体积分数(25%,30%,35%)下,单一类型颗粒(SiC,TiC,TiN)及混合类型颗粒(TiC+TiN,SiC+TiN,SiC+TiC)作为增强相对铁基复合材料磨损性能的影响。结果表明:单一类型粒子强化时,TiNP/Fe复合材料的耐磨性最好,TiCP/Fe次之,SiCp/Fe最差。混合粒子作为增强体时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能显著优于其对应的单一颗粒增强材料;其中粒子含量为30%时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能提高最大,其磨损量比TiCP/Fe降低了51.9%,比TiNp/Fe复合材料降低了44.1%,体现出可贵的混合增强价值。(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损性能分别处于对应的两个单一颗粒增强材料之间。磨损表面观察表明,耐磨性好的(TiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损机理为磨粒磨损,而(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料除磨粒磨损外还存在明显的疲劳磨损现象。     

不同类型颗粒混合增强铁基复合材料的磨损性能EI北大核心CSCD

采用电流直加热动态热压烧结工艺制备陶瓷颗粒增强铁基复合材料,研究高体积分数(25%,30%,35%)下,单一类型颗粒(SiC,TiC,TiN)及混合类型颗粒(TiC+TiN,SiC+TiN,SiC+TiC)作为增强相对铁基复合材料磨损性能的影响。结果表明:单一类型粒子强化时,TiNP/Fe复合材料的耐磨性最好,TiCP/Fe次之,SiCp/Fe最差。混合粒子作为增强体时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能显著优于其对应的单一颗粒增强材料;其中粒子含量为30%时,(TiC+TiN)P/Fe复合材料磨损性能提高最大,其磨损量比TiCP/Fe降低了51.9%,比TiNp/Fe复合材料降低了44.1%,体现出可贵的混合增强价值。(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损性能分别处于对应的两个单一颗粒增强材料之间。磨损表面观察表明,耐磨性好的(TiC+TiN)P/Fe复合材料的磨损机理为磨粒磨损,而(SiC+TiC)_P/Fe和(SiC+TiN)P/Fe复合材料除磨粒磨损外还存在明显的疲劳磨损现象。     

Mo对TiC/Al复合材料组织和性能的影响

为了细化TiC/Al基复合材料中的增强颗粒,进一步提高TiC颗粒对基体的强化效果,在锻铝6A02基体中加入适量Mo元素,用原位合成的方法制备TiC/Al基复合材料.对制备得到的铸态和轧制态材料进行了显微组织观察、拉伸和磨损实验.结果表明,TiC颗粒可以作为异质形核核心起到细化基体组织的作用.TiC颗粒的引入提高了材料在室温和高温的抗拉强度和屈服强度,同时改善了材料的耐磨损性能,且随着载荷的增加,耐磨性能的提高越明显.当加入质量分数1.0%的Mo时,可改善基体对TiC颗粒的润湿性,细化TiC颗粒的尺寸(0.5μm),使TiC颗粒分布更为均匀,材料的力学性能和磨损性能得到提高.然而,过高的Mo含量将导致在组织中出现粗大的脆性Al5Mo相,同时使材料的力学性能和磨损性能有所降低.