反应火焰喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能

反应喷涂是近年来发展的一种制备陶瓷/金属复合涂层的新技术,它是将自蔓延高温合成与普通的热喷涂技术相结合,在合成材料的同时使合成材料沉积,陶瓷相为原位合成,晶粒细小,与金属基体之间结合良好.采用反应火焰喷涂方法在45钢表面制备Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,分析了粉末团聚方式对涂层显微组织的影响,测试了涂层的显微硬度及耐磨性能.结果表明:团聚粉末经过火焰喷涂获得Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,其显微硬度达到1 200HV0.1,具有良好的耐磨性能.     

H13钢表面反应火焰喷涂三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能

采用反应火焰喷涂方法在H13钢表面制备的Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,分析了涂层的显微组织、显微硬度、耐磨性能及抗热疲劳性能.结果表明,经过火焰喷涂获得Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷涂层,其显微硬度达到1 200 Hv0.1,具有良好的耐磨性能和抗热疲劳性能.     

真空粉末烧结三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织与性能

研究了真空粉末烧结在45钢基体表面制备三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织和性能，论述了烧结工艺对覆层显微组织的影响，分析了覆层显微组织、显微硬度分布以及覆层与钢基体界面的形成特点。结果表明，含B、M0、Ni、Cr的原料粉末在1220℃～1250℃反应烧结，可获得1～3mm厚的三元硼化物（Mo2FeB2）基金属陶瓷覆层。该覆层由α粘结相＋Mo2FeB2硬质相组成，其组织致密，显微硬度为1200HV，覆层和钢基体通过Fe、B、Cr、Ni相互扩散渗透形成牢固的冶金结合。     

H13钢表面放电等离子烧结制备三元硼化物基金属陶瓷覆层

以钼粉、铁粉、硼铁粉等为主要原料,采用放电等离子烧结技术在H13钢基体表面快速制备三元硼化物基金属陶瓷覆层,对烧结致密化过程进行了分析,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等分别观察了覆层和界面结合区的组织形貌,分析了覆层的物相组成,测试了微观硬度.结果表明,三元硼化物基金属陶瓷覆层内部组织结构致密,主要由Mo_2FeB_2硬质相和α-Fe粘结相组成,显微硬度达1400HV,覆层与钢基体的结合处没有清晰的结合界面,而是存在一个具有一定厚度的过渡层.     

反应烧结法制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷的研究

以Mo、Fe、FeB、Cr、Ni、C为原料,采用反应烧结法制备Mo2FeB2基金属陶瓷。研究了Mo2FeB2基金属陶瓷的合金元素和烧结工艺对其组织的影响,并用SEM、EDS、XRD等方法对材料微观结构进行分析。研究发现,w(Cr)=10%的Mo2FeB2基金属陶瓷在1 280℃烧结25 min时,所得材料晶粒细小均匀,并且具有良好的力学性能     

H13钢表面粉末烧结金属陶瓷覆层的组织及性能

研究了真空粉末烧结法在H13钢表面上制备三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织及性能，论述了烧结工艺对覆层显微组织的影响，分析了覆层与钢基底界面形成特点、覆层的微观硬度分布。结果表明，在1220～1250℃下反应烧结，可获得厚度为1～3mm的三元硼化物（Mo2FeB2）基金属陶瓷覆层，覆层和钢基底通过Fe、B、Cr、Ni、V、Mo相互扩散渗透产生牢固结合，硬度达到1200HV，有利于提高钢的耐磨性能。     

Mo2FeB2金属陶瓷-钢覆层材料的制备及性能研究

以FeB、Mo、Fe等粉末为主要原材料,采用真空液相烧结技术,制备了Mo_2FeB_2金属陶瓷-钢覆层材料,并对其界面组织、耐磨性和界面相容性进行了研究。结果表明,Mo_2FeB_2金属陶瓷主要由Mo_2FeB_2硬质相和γ-Fe粘结相构成,组织致密,显微硬度高达1600HV0.5。Mo_2FeB_2金属陶瓷-钢覆层材料界面是无缺陷的冶金结合,具有良好的界面相容性。在界面存在一个从高硬度到低硬度的渐变过渡区。磨损试验表明,Mo_2FeB_2金属陶瓷-钢覆层材料具有比YG8硬质合金更好的耐磨性。     

感应加热三元硼化物金属陶瓷涂层的组织和性能

目的研究感应加热对三元硼化物Mo2Fe B2陶瓷涂层的组织和性能的影响。方法首先使用氧-乙炔火焰在45#钢表面喷涂Ni60黏性底层,然后再采用反应火焰喷涂技术在黏性底层上制备三元硼化物金属陶瓷涂层,之后利用感应电流对三元硼化物涂层进行加热处理。通过X射线衍射检测、扫描电镜观察、结合强度试验、显微硬度测试和耐磨试验,分析评价感应加热处理后三元硼化物涂层的相组成、显微组织、结合强度、硬度和耐磨性。结果感应加热处理后,金属陶瓷涂层仍然由Mo2Fe B2与基体相α-Fe组成。三元硼化物涂层和Ni60涂层的孔隙与裂纹等缺陷基本消失,Ni60涂层与基体间的孔隙也基本消失。三元硼化物涂层与基体的平均结合强度为60.48 MPa,是未经加热处理的4.6倍。三元硼化物涂层的显微硬度比未经加热处理的涂层高300HV0.1,磨损率为0.83 mg/mm2,是未经加热处理涂层的68%。结论感应加热处理后,三元硼化物涂层的相组成与未经加热涂层的相同。感应加热处理后,三元硼化物涂层及粘结底层的组织更加致密,结合强度、显微硬度和耐磨性均显著提高。     

烧结气氛对Mo_2FeB_2基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

本文运用XRD和SEM等对比研究了烧结气氛对Mo2FeB2基金属陶瓷相组成、显微组织和力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为1250℃,保温时间为40min时,真空烧结后,金属陶瓷可获得较均匀的显微组织和较佳的力学性能,抗弯强度为1774MPa,硬度为90.4HRA;氩气气氛烧结时,由于碳不能完全除去粉末颗粒表面和B2O3中的氧,降低了烧结过程中液相对硬质相颗粒的润湿性,从而导致金属陶瓷的力学性能明显降低;氮气气氛烧结时,粘结相Fe与氮气发生反应生成了Fe3N,导致烧结过程中没有出现液相,未能得到致密的烧结体。     

Mo_2FeB_2基金属陶瓷烧结过程中显微组织和力学性能的变化

采用真空烧结法制备了Mo2FeB2基金属陶瓷。运用XRD、SEM、EDS研究了Mo2FeB2基金属陶瓷的烧结过程中显微组织的变化并测试了不同烧结温度下所得金属陶瓷材料的力学性能。实验结果表明:进入L1液相(奥氏体+Fe2B)烧结阶段后,金属陶瓷由于颗粒重排致密度大幅度提高,但溶解-析出过程进行得较缓慢,晶粒基本没有长大。提高烧结温度至L2液相(奥氏体+L1+Mo2FeB2)生成后,由于溶解-析出过程明显加剧,晶粒长大趋势明显,但致密化程度进一步提高。当烧结温度达到1280℃,保温时间为40min时,烧结体接近完全致密,所得材料组织均匀具有较佳力学性能。     

Effects of extra boron addition on the liquid-state sintering process and properties of hard Mo2FeB2-based cermets

The effects of extra boron addition on the sintering mechanism, microstructure, and mechanical properties of Mo₂FeB₂-based cermets, prepared by in-situ liquid reaction sintering method, have been investigated. The results indicate that suitable boron addition effectively lowered the initial liquid-phase sintering temperature of the cermets, and a suitable boron addition contributed to the formation of homogenous and dense structure. As the result, the hardness, transverse rupture strength, and abrasion resistance of the Mo₂FeB₂ cermets were significantly improved. The suitable amount of boron addition into the raw material was around the range of 1–2 wt.%.     

Mn对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和力学性能的影响

以Mo、Fe、FeB和Mn等为原料,采用反应烧结法制备Mo2FeB2基金属陶瓷.利用SEM、EDS和XRD等技术对金属陶瓷显微组织、物相和微区合金元素进行分析,并采用固体与分子经验电子理论研究Mn对脆性第三相以及粘接相对硬质相润湿性的影响.结果表明:添加少量Mn使第三相各键的共价电子对数nα均得到提高,从而改善其脆性;同时Mn也降低液相形成温度,提高粘结相对硬质相的润湿性.因此,Mo2FeB2基金属陶瓷具有较好的力学性能.     

Effect of carbon content on the microstructure and mechanical properties of Mo2FeB2 based cermets

Four series of Mo₂FeB₂ based cermets with different carbon contents were studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and X-ray diffractometry (XRD). The transverse rupture strength (TRS), hardness (HRA) and fracture toughness (K_IC) were also measured. The free carbon present in the green compact significantly decreased the grain size; however, a high carbon content resulted in the formation of graphite phase and Fe₃C phase. An increasing carbon content promoted the dissolution of Mo in the binder phase. In addition, the binder phase varied from ferrite to martensite with increasing carbon content. The highest hardness was found for the cermets with 0.5 wt.% carbon addition, whereas the cermets without carbon addition exhibited the maximum TRS and fracture toughness.     

感应加热三元硼化物金属陶瓷涂层的组织及耐磨性

采用反应喷涂技术在钢表面制备了三元硼化物金属陶瓷涂层,为了进一步提高涂层的结合强度,对所制涂层进行了感应加热处理,研究了感应加热工艺对涂层组织和界面结构的影响规律,并测试了相应涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明:涂层经过980℃感应加热温度后,金属陶瓷层组织无变化,由Mo2FeB2硬质相和α-Fe基体相组成,涂层的显微硬度达到HV0.11 200,具有较高的耐磨性。     

感应加热三元硼化物陶瓷涂层的组织及界面结构

采用反应喷涂(RFS)技术在钢基体表面制备出具有Ni60粘结层的三元硼化物金属陶瓷涂层。使用XRD、SEM和EDS等研究了感应加热工艺以及Ni60粘结层对涂层的相组成、显微组织、界面结构的影响规律。结果表明,在本实验条件下随感应加热时间的延长,涂层组织渐趋致密,而涂层界面由于存在明显的咬合趋势,从而有益于界面结合强度的提高。     

热处理对原位烧结合成Mo_2FeB_2陶瓷组织与性能的影响

用X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机研究了真空液相烧结制备的Mo2FeB2金属陶瓷热处理后的组织与性能。结果表明,真空液相烧结Mo2FeB2金属陶瓷主要由Mo2FeB2、MoB2、Fe2B相和铁基粘结相组成,经700～1000℃热处理后,MoB2、Fe2B相逐渐转化为Mo2FeB2相,并且Mo2FeB2晶粒细化,呈规则块状均匀分布在铁基粘结相中。Mo2FeB2金属陶瓷在700～1000℃范围内随热处理温度的升高,弯曲强度、断裂韧性与维氏硬度均增加,当热处理温度为1000℃时,其值分别达到1182.42MPa、13.59MPa·m1/2、9.114GPa,与未处理试样相比,分别增加了5.4%、6.0%、7.0%。     

Microstructure and tribological performance of NbC-Ni cermets modified by VC and Mo2C

The current study reports on the influence of the addition of 5–15 vol% VC or/and Mo₂C carbide on the microstructure and mechanical properties of nickel bonded NbC cermets, which are compared to cobalt bonded NbC cermets. The NbC, Ni and secondary carbides powder mixtures were liquid phase sintered for 1 h at 1420 °C in vacuum. The fully densified cermets are composed of a cubic NbC grains matrix and an evenly distributed fcc Ni binder. NbC grain growth was significantly inhibited and a homogeneous NbC grain size distribution was obtained in the cermets with VC/Mo₂C additions. The mechanical properties of the NbC-Ni matrix cermets are strongly dependent on the carbide and Ni binder content and are directly compared to their NbC-Co equivalents. The liquid phase sintered NbC-12 vol% Ni cermet had a modest Vickers hardness (HV₃₀) of 1077 ± 22 kg/mm² and an indentation toughness of 9.1 ± 0.5 MPa·m^1/2. With the addition of 10–15 vol% VC, the hardness increased to 1359 ± 15 kg/mm², whereas the toughness increased to 11.3 ± 0.1 MPa·m^1/2. Addition of 5 and 10 vol% Mo₂C into a NbC-12 vol% Ni mixtures generated the same values in HV₃₀ and K_IC when compared to VC additions. A maximum flexural strength of 1899 ± 77 MPa was obtained in the cermet with 20 vol% Ni binder and 4 vol% VC + 4 vol% Mo₂C addition, exhibiting a high fracture toughness of 15.0 ± 0.5 MPa·m^1/2, but associated with a loss in hardness due to the high Ni content. The dry sliding wear behaviour was established at room temperature and 400 °C from 0.1 to 10 m/s.     

多道搭接钴基合金激光熔覆层的组织与性能

以钴基合金粉作熔覆材料,利用激光熔覆技术在42CrMo基体表面制备高性能熔覆层。使用光学显微镜观察熔覆层的宏观形貌以及显微组织,采用显微硬度计、摩擦磨损试验仪测量基体与熔覆层的显微硬度及摩擦因数曲线并分析了其磨损机理。结果表明,熔覆层中的组织类型为平面晶、胞状晶和柱状晶,组织形态呈梯度分布。熔覆层平均硬度达到650 HV0.3,是基体平均硬度的2.7倍,其摩擦因数为0.275左右,比基体的摩擦因数小0.075左右。     

Ni-WB2复合熔覆层的微观组织及摩擦磨损性能

利用真空熔覆技术在45钢表面制备了Ni-WB₂复合熔覆层,利用SEM、EDS、XRD等分析其组织特征,利用销盘式摩擦试验机对其摩擦磨损性能进行了测试与分析。结果表明,Ni-WB₂复合熔覆层组织致密并与基体呈牢固的冶金熔合,熔覆层具有特殊的分层结构,分为网状结构层、过渡结构层和扩散熔合层,网状复合区又分为网状Ⅰ区和网状Ⅱ区。扩散区主要由铁基固溶体和镍基固溶体构成,过渡区的主要组成相为γ-Ni及Cr的碳化物,网状复合区的主要组成相有镍基合金、铬碳化物、WB₂、镍硅共晶以及WB₂与镍基合金中的元素形成的复杂硼化物和碳化物。当WB₂含量低于20%时,随着WB₂在复合熔覆层中含量的增加,其磨损率及摩擦因数均逐渐降低,当WB₂含量为15%时,Ni-WB₂复合熔覆层的磨损率及摩擦因数与基体相比,分别降低了48.94%与14.62%。网状分布的硬质相在摩擦过程中起到支撑载荷的作用,摩擦磨损过程中形成了WO_x...     

高强不锈钢激光熔覆层的组织与性能

针对核装备零部件维修再制造的需要,采用激光熔覆技术制备高强韧马氏体不锈钢熔覆层,以改善核装备零部件的表面性能,随后对熔覆层试样分别进行300 ℃和500 ℃保温2 h的回火处理。采用OM、SEM、显微硬度计、万能拉伸试验机等设备测试了试样的组织和性能。结果表明,原始试样的抗拉强度为1719 MPa,断后伸长率在15%左右,硬度为550 HV0.2,耐磨性较差;当回火温度为300 ℃时,出现逆转变奥氏体,硬度降至500 HV0.2,抗拉强度降为1662 MPa,断后伸长率超过15%,耐磨性提高;当回火温度上升到500 ℃时,逆转变奥氏体减少,碳化物逐渐析出,出现二次硬化,硬度又上升至530 HV0.2,抗拉强度降至1582 MPa,断后伸长率降至14%左右,耐磨性与原始试样相当。该高强马氏体不锈钢熔覆层整体耐腐蚀性均优于1Cr13钢,具有良好的耐腐蚀能力。