原位Fe-TiC表面复合材料的组织与耐磨性能研究

利用液态表面反应技术,在铸钢件上原位生成Fe-TiC表面复合材料.探讨了表面复合材料中TiC颗粒的形成及特征.用SEM、电子探针能谱、XRD研究了该表面复合材料的显微组织和成分分布.结果表明在表面复合材料的基体中生成了大量的TiC和(Fe,Cr)7C3碳化物.表面复合材料中的合金元素、TiC颗粒、(Fe,Cr)7C3由表及里,呈明显逐渐降低的梯度分布.表面复合材料层与母体铸钢之间有良好的冶金结合界面.在重载干摩擦磨损条件下,Fe-TiC表面复合材料表现出优异的耐磨性能.     

铸造烧结Fe—TiC表面复合材料的制备及其耐磨性原因

运用铸造烧结技术，在铸铁件表面合成了厚度为3～4mm的Fe-TiC表面复合材料，该表面复合材料中同时含有铬的碳化物和大量的TiC颗粒，表面复合材料的硬度由表及里逐步降低，在重载干滑动磨损条件下，表面复合材料显示了良好的耐磨性。     

铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合材料

对Al-Ti-C体系进行热力学分析,在氩气保护下进行热爆反应试验.采用铸造反应合成技术在铸铁表面原位合成TiC/Al3Ti复合材料.研究热爆产物及表面复合材料的物相、组织和界面形貌,并对其形成机理进行探讨.结果表明:采用热爆工艺使Al-Ti-C体系发生反应,生成纯净的TiC/Al3Ti复合产物.在熔融铁液作用下,Al-Ti-C体系反应完全,制备出纯净的TiC颗粒增强金属间化合物基表面复合材料.表面复合材料组织致密,与铁基体界面为良好的冶金结合.当TiC含量较少时,颗粒呈条状;随着TiC含量的提高,颗粒尺寸逐渐减小,由长条状向粒状及细粒状转化.     

真空实型铸渗法制备自生TiC颗粒增强钢基表面复合材料的组织研究

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(V-EPC)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Ti-C和Ti-C-Fe两种自蔓延反应体系的复合材料组织.结果表明,两种体系制备的复合材料复合层均由TiC颗粒和α-Fe组成;Ti-C体系在铸渗的作用下能形成复合层,其厚度为2.9mm,小于预制块的厚度(4mm);Ti-C-Fe体系所获得的复合层厚度与预制块厚度相近.从过渡层到复合层表面,两种体系复合层中颗粒都呈逐渐长大的趋势,Ti-C体系比Ti-C-Fe体系长大的趋势更明显,生成的颗粒也更粗大.     

原位TiC颗粒对7075铝合金组织和磨损特性的影响

采用原位反应近液相线铸造法制备具有不同原位TiC颗粒含量的TIC/7075铝合金复合材料,在不同干摩擦条件下测试了复合材料磨损特性,研究TiC原位颗粒对材料的组织及磨损性能的影响.结果表明,原位TiC颗粒对7075基体铝合金的铸态组织具有细化和球化作用,随着TiC颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织.在转速和压力相同的条件下,复合材料的磨损量随TiC颗粒含量的增加而降低,增强相TiC的加入显著提高了材料的磨损性能.     

电磁搅拌锌基复合材料的固溶处理

在ZA35合金中加入纳米TiC颗粒作为增强相,采用电磁搅拌技术制备了纳米TiC颗粒增强锌基复合材料.设计了纳米TiC颗粒增强锌基复合材料的固溶处理工艺,研究了复合材料在不同同溶处理工艺条件下的力学性能,分析了该工艺对复合材料力学性能的影响.结果表明:同溶处理对TiC颗粒增强锌基复合材料力学性能影响较大,与未热处理复合材料相比,其抗托强度提高明显,在350℃同溶6h时,添加TiC7.5vol%复合材料的抗拉强度最大可达到475.1 MPa:同溶处理后的复合材料耐磨性较好.     

应变速率对TP-650钛基复合材料拉伸力学行为的影响

研究TiC颗粒增强钛基复合材料TP-650室温拉伸状态下的应变率效应。通过与基体材料对比的准静态和动态拉伸力学实验,并利用扫描电镜SEM观察断口形貌特征,分析TiC颗粒增强钛基复合材料的拉伸力学行为。结果表明:应变率对颗粒增强钛基复合材料的力学行为具有较复杂的影响。在准静态下,基体和复合材料都非常接近理想弹塑性材料,且由于TiC颗粒的加入,TP-650钛复合材料较基体表现出较好的增强效果;在高应变率下,复合材料的力学性能并不优于基体材料的,且表现出较高的脆性;复合材料和基体材料在不同应变率条件下都不呈现单调的应变率效应。     

TiC颗粒增强铁基复合材料高温冲击特性及断口分析

对自蔓延高温合成/准热等静压法(SHS/PHIP)制备的TiC颗粒增强铁基复合材料进行了高温冲击实验.利用扫描电镜、X射线衍射仪分别对冲击前该复合材料的显微组织和相组成以及冲击后断口形貌和断面物相组成进行了分析.研究表明:随温度的升高,TiC颗粒增强铁基复合材料的冲击韧度增大,断口周嗣的塑性变形程度增加;室温、550、650和750℃下的冲击断口都以沿晶脆性断裂为主,在一些较粗大的TiC颗粒中还出现了穿晶裂纹;高温冲击过程中,该复合材料发生了氧化,断口局部区域出现少量疏松的氧化组织.     

TiC-TiB2颗粒表面增强Ti-6Al-4V基复合材料涂层制备

在Al-B4C粉末体系中通过采用低氧压熔结技术在Ti-6Al-4V合金表面成功制备出原位内生TiC-TiB2颗粒增强金属基复合材料涂层.XRD检测表明涂层主要由TiC、TiB2、TiAl3、Al2O3和Al组成,外层TiC和TiB2颗粒含量(体积分数)约为55％,各层之间表现出较强的结合能力.通过对涂层形成机制的研究,Al在涂层制备过程中主要起到类似稀释剂、催化剂、辅助剂、除氧剂和填充剂作用,为涂层的制备提供了一种更加便利的途径.     

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。