钴镍比对WC-14%(Co,Ni)硬质合金力学性能和在中性NaCl溶液中耐腐蚀性能的影响

本文以WC、Co及Ni粉为原料,采用传统粉末冶金方法制备了4种不同Co、Ni粘结相比例的WC-14%(Co,Ni)硬质合金样品,通过对比硬度、抗弯强度、断裂韧性、电化学极化曲线及浸泡实验结果,并利用扫描电镜、能谱分析等,研究了4种合金的力学性能及其在3.61%NaCl(pH=7)模拟海水溶液中的腐蚀行为。结果表明:随着w(Co)/w(Ni)比例的降低,合金的硬度和断裂韧性降低、抗弯强度则呈现先小幅增加后降低的趋势,当w(Co):w(Ni)=5:5时,合金的硬度、抗弯强度和断裂韧性急剧下降;随着w(Co)/w(Ni)比例的降低,合金在NaCl模拟海水溶液中的自腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,耐腐蚀性能增强;当w(Co):w(Ni)=7:3时,即WC-9.8%Co-4.2%Ni合金的综合性能最佳,其力学性能和耐腐蚀性能的协同作用将有益于合金的使用寿命。     

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     

Co添加对17Ni-(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷的致密化及力学性能的影响

为了改善17Ni-(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷惰性阳极中金属相的分布,在原料中添加不同含量的Co,以Co-Ni取代纯Ni作为金属相,采用真空烧结方法制备17(x Co-Ni)-(10NiO-NiF e2O4)金属陶瓷,并研究Co添加量对金属陶瓷物相组成、显微组织、致密度及力学性能的影响。结果表明:烧结样品主要由Co-Ni、Ni Fe2O4、Ni O组成,部分Co与陶瓷基体反应生成CoO与Fe2O3。添加适量Co可以改善金属相在陶瓷相的分布和形貌,使团聚孤立的金属相分布均匀,且部分球状金属相变为长条状金属相;同时,添加适量Co还可以促进烧结,提高试样的致密度。适量Co的添加还能降低晶粒尺寸,大幅提高金属陶瓷材料强度与韧性。当Co质量分数为金属相的20%时,金属陶瓷的综合性能最好,致密度、抗弯强度、断裂韧性及硬度分别达到96.87%、163.65 MPa、8.38 MPa/m1/2和820.81HV。     

基于正交试验和BP神经网络的Ti(C,N)基金属陶瓷成分及性能研究

本文针对真空烧结气氛下制备的Ti(C,N)基金属陶瓷,借助正交试验方法探究了黏结金属Co+Ni含量及Co/Ni比例、钨钼碳化物添加量及WC/Mo₂C比例、Ti(C,N)含量和钛钨固溶体添加比例等因素对金属陶瓷性能的影响。通过极差分析法确定了各因素对金属陶瓷性能的影响权重。研究表明黏结金属Co+Ni含量是影响金属陶瓷硬度的最主要因素,其次是黏结金属Co/Ni比例和钨钼碳化物添加量。黏结金属Co+Ni含量也是影响金属陶瓷断裂韧性的最主要因素。随后以正交试验的数据建立了BP神经网络预测模型,结合补充试验和模型修正获得了最优试验硬度HRA为91.6、断裂韧性K_IC为10.03 MPa·m^1/2,预测了Ti(C,N)基金属陶瓷最优成分组合下的HRA-K_IC(MPa·m^1/2)函数关系为：HRA=-0.71K_IC+98.5,同时还获得了在最佳硬度-断裂韧性组合下Ti(C,N)基金属陶瓷黏结金属Co+Ni含量、Co/Ni比例、钨钼碳化物添加量和WC/Mo₂     

Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展：新型粘结相

Ti(C,N)基金属陶瓷是由金属粘结相和陶瓷硬质相组成的复合材料，具有出色的硬度和韧性组合，在高速切削、表面精加工和耐磨部件等领域广泛应用。使用新型粘结相(金属间化合物、高熵合金、Fe基合金、Ni基合金)来代替传统的Ni、Co、Fe及其复合粘结相时，Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能和高温抗氧化性能等均有改善，其使用寿命得以延长。本文综述了国内外采用不同新型粘结相制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织、力学性能、耐磨性能、耐腐蚀性能及抗氧化性能等方面的研究进展，总结了新型粘结相提高金属陶瓷性能的机理，并在此基础上展望了Ti(C,N)基金属陶瓷新型粘结相的未来研究发展方向。     

烧结工艺和Y_2O_3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

以TiC、TiN、Ni、Co等粉末为主要原料,以稀土Y2O3为添加剂,采用无压烧结技术制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究烧结工艺和稀土Y2O3添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着温度的升高,TiC、TiN、WC、Cr3C2、Mo等相逐渐消失,向硬质芯相扩散发生固溶,经溶解-析出过程,最终形成新的Ti(C,N)硬质相和(Cr,W,Mo,Ti)(C,N)固溶体环形相,黏结金属Ni和Co主要以Ni相、TiCo和Co3W3C中间相的形式存在;稀土Y2O3的添加未改变Ti(C,N)基金属陶瓷烧结过程中的相结构演变过程,材料的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性均随Y2O3添加量的增加呈先增加后降低的趋势,当Y2O3的加入量为0.8%(质量分数)时,Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能最佳,样品的显微硬度、抗弯强度和断裂韧性相比1450℃烧结50 min样品的分别提高了7.9%、45.8%和6.1%。     

耐热高强镁合金WE54成分范围优化

为优化高强耐热镁合金、WE54的化学成分范围,采用常温力学性能和高温性能检测,研究了Y、Gd、Nd、Zr元素对WE54合金力学性能的影响和作用.实验结果表明:当w(Y)=5.5%,w(Zr)=0.5%-0.6%,w(Gd)=2.0%,w(Nd)=1.6-1.9%(质量分数)时,合金具有良好的综合性能.     

镍、铬对高强钢金属粉型药芯焊丝熔敷金属组织与性能的影响

向金属粉型药芯焊丝配方中添加不同含量的Ni、Cr,研究其对高强钢熔敷金属组织与性能的影响。结果表明:Ni、Cr对熔敷金属的强度、塑性与低温冲击韧性影响程度不同。Cr含量不变时,随着熔敷金属中Ni含量从2.78%增加到3.38%,针状铁素体、马氏体增多,贝氏体、侧板条铁素体含量减少,熔敷金属的强度和韧性变化不大,但塑性下降;Ni在提高抗拉强度方面作用有限,添加Cr可以进一步提高强度,但过量的Cr会造成韧性下降。在w(Ni)2.90%、w(Cr)0.45%时,以条状贝氏体为主的熔敷金属强度高、塑韧性好,综合力学性能最佳。     

电沉积非晶态镍磷合金晶化过程研究

利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)研究了w(P)=12.3%的电沉积非晶态镍磷合金镀层的晶化过程.结果表明,w(P)=12.3%的非晶态镍磷合金镀层的DSC曲线具有4个放热峰:镀层在260℃热处理时仍保持非晶结构;在270、290、300和320℃热处理后,析出亚稳相Ni12P5和Ni5P2;在360℃热处理后,亚稳相Ni12P5减少,亚稳相Ni5P2消失,析出Ni3P和Ni;镀层经420℃热处理后,亚稳相Ni12P5和Ni5P2完全消失,晶化产物为Ni3P和Ni.     

细晶粒TiCN-Co金属陶瓷的显微结构与力学性能

采用纳米TiN、亚微米TiC和Mo等原材料,以金属Co作为粘结剂,利用真空烧结技术制备了细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷材料,研究了所得金属陶瓷的显微结构和力学性能.结果显示:金属陶瓷的组织中有黑芯.灰壳结构和白芯.灰壳结构;Mo的加入使金属陶瓷的显微组织细化,当Mo的加入量为15%时,硬质相颗粒粒径小于lyre;15%的Mo加入量所得的细晶粒金属陶瓷与未加入Mo的金属陶瓷比较,其抗弯强度增加,硬度变化不明显,密度和断裂韧性降低.     

ZrC含量对TiC基金属陶瓷组织和性能的影响

真空烧结制备了TiC-ZrC-Co-Ni系金属陶瓷,研究了ZrC对TiC基金属陶瓷显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:未加ZrC的TiC基金属陶瓷的显微组织表现为经典的黑芯-灰壳组织,硬质相形状多为球形;而加入ZrC后的金属陶瓷随着ZrC加入量的增多,组织逐渐细化,硬质相形状大多数为方形,硬质相与粘结相界面呈现直线,在黑芯周围出现白色球状(Ti,Zr)C固溶体。由于Co、Ni对ZrC的润湿性不理想,金属陶瓷的致密度随着ZrC含量的增加而下降,室温力学性能(抗弯强度、硬度、断裂韧性)也随之降低。     

Ni_3Al粘结相对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ni3Al做粘结相的Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了添加不同含量Ni3Al粘结相的金属陶瓷的力学性能和显微组织并与Ni做粘结相的金属陶瓷进行了对比。结果表明,Ni3Al作粘结相的金属陶瓷综合力学性能总体上不如Ni做粘结相的金属陶瓷,随着金属陶瓷中Ni3Al含量的增加,其洛氏硬度值不断下降,而抗弯强度和断裂韧性却不断增加;显微组织分析表明,Ni3Al做粘结相的金属陶瓷同样具有芯环结构,Ni3Al可以控制环形相的厚度,抑制晶粒异常长大,使硬质相芯相棱角圆润。Ni3Al含量为30wt%左右的金属陶瓷能够兼顾硬度和抗弯强度等力学性能,此时的主要力学性能指标为:抗弯强度1 045±80 MPa,洛氏硬度HRA89.7±0.25,断裂韧性KIC为14.26 MPa·m1/2。     

Influence of Mo on the microstructure and mechanical properties of TiC-based cermets

The microstructures and mechanics properties of TiC-based cermets composed of TiC, WC, Ni, Co, Mo, and Cr₃C₂ were investigated. The results show that Mo has a great effect on the sintering densification, microstructures, and mechanical properties. The microstructures and distribution of Mo and Ti in the TiC-based cermets were analyzed. It was indicated that a new phase with Ti, Mo, W, and C was formed on the rim of (Ti,W)C grains by means of an addition of Mo into the TiC-based cermets. The new phase with a surrounding structure was of great aid to improve the wettability of the liquid phase on the solid phase surface of TiC, decrease the porosity and refine the grains of the hard phase, which gave rise to the increase in strength and hardness. The properties of the TiC-based cermets could be further improved to some extent by adding WC, Cr₂C₃, and Co.     

Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的研究

研究了提高Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度的方法。采用改变粘结相成分、进行低压烧结及快冷处理来制备Ti(C,N)基金属陶瓷。试验发现,粘结相成分对材料的强度有很大的影响,提高Ni/Ni+Co的比例可以提高材料的强度,当然,在实际应用中还要考虑对其它性能的综合影响;低压烧结和快冷处理都可以有效的提高Ti(C,N)基金属陶陶的抗弯强度。     

纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷的抗热震性能

为研究不同粘结相对纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响,真空烧结制备了粘结相质量分数分别为20%Ni、10%Co-10%Ni和20%Co的Ti(C,N)基金属陶瓷。采用扫描电镜研究了材料的组织,并测量了力学性能。采用压痕-急冷法主要研究了其抗热震性能,结果表明,随着温度的升高和热循环次数的增加,裂纹增长,粘结相为Ni的金属陶瓷的抗热震性优于粘结相为Co的金属陶瓷。显微照片表明,裂纹主要沿硬质相/粘结相界面及粘结相扩展。     

Properties and microstructure of NiO/SDC materials for SOFC anode applications

NiO/SDC composites and Ni/SDC cermets for solid oxide fuel cell （SOFC） anode applications were prepared from nickel oxide （NiO） and samada doped ceria （SDC） powders by the powder metallurgy process. The physical and mechanical properties, as well as the microstructure of the NiO/SDC composites and the Ni/SDC cermets were investigated. It is shown that the sintedng temperature of the NiO/SDC composites and NiO content plays an important role in determining the microstructure and properties of the NiO/SDC composites, which, in turn, influences the microstructure, electrical conductivity, and mechanical properties of the Ni/SDC cermets. The present study demonstrated that composition and tprocess parameters must be appropriately selected to optimize the microstructure and the properties of NiO/SDC materials for solid oxide fuel cell applications.     

Rapid consolidation of nanostructured WC-FeAl hard composites by high-frequency induction heating and its mechanical properties

In the case of cemented WC, Co or Ni is added as a binder for the formation of composite structures. However, the toxic behavior of both Co and Ni and their cancerogenic classification in Europe and the US, the high cost of Co or Ni, the low hardness and the low corrosion resistance of the WC-Ni and WC-Co cermets have generated interest in recent years for alternative binder phases. In this study, FeAl was used as a novel binder and consolidated by the high-frequency induction sintering (HFIS) method. The advantage of this process is not only rapid densification to near theoretical density but also the prohibition of grain growth in nano-structured materials. Dense WC-FeAl with a relative density of up to 98% was obtained within two minutes by HFIS under a pressure of 80 MPa. The effect of FeAl addition on mechanical properties, consolidation and microstructure of WC was evaluated.     

烧结气氛对Ti(CN)基金属陶瓷组织和性能的影响

用X射线衍射、背散射扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了烧结气氛(真空、N2、Ar)对不同成分TiC基和Ti(CN)基金属陶瓷合金显微组织和性能的影响.金属陶瓷在N2和Ar中烧结后,合金碳含量比在真空中烧结的碳含量低0.5%左右;在N2中烧结后,合金的氮含量提高了0.5%左右.环状结构心部可以是以钨等重金属元素为主要成分的碳化物,也可以是以钛为主要成分的碳化物和碳氮化物.环状结构为金属元素含量和分布不同的(Ti,W,Ta,Mo,Co,Ni)(C,N)固溶体,粘结相是与Ti,W,Ta,Mo,C,N等元素有不同溶解度的钴镍固溶体.真空烧结后组织结构比较均匀,合金的性能最好.在Ar、N2中烧结后,气氛中的氧和氮参加烧结反应,影响合金成分碳氮平衡,在合金表面形成壳层结构,产生表面缺陷,合金的密度、显微硬度、抗弯强度均有比较大的降低;N2气氛影响更大.     

Mo含量对TiC基金属陶瓷 组织和力学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了6组不同Ni、Mo添加量的金属陶瓷材料.通过扫描电镜观察组织结构、断口形貌及裂纹扩展,用三点弯曲法测试抗弯强度,用洛氏硬度计测得试样硬度.试验结果表明,添加Mo后,TiC基金属陶瓷呈现出典型的芯壳结构,组织细化明显.当TiC含量为70%、Ni∶Mo=2 ∶ 1时,材料的抗弯强度、硬度与断裂韧性综合...     

The fabrication of multi-core structure cermets based on (Ti,W,Ta)CN and TiCN solid-solution powders

A novel multi-core structure cermets consisted of both black-core/rim structure and grey-core/rim structure were obtained by partially replacing TiCN powder with (Ti,20W,15Ta)CN powder via low-pressure sintering process. The toughness and strength of TiCN-based cermets were optimized and its feature of high hardness was maintained simultaneously. Systematically, it was investigated that the influences of various weight ratios of both (Ti,20W,15Ta)CN/TiCN and Co/Ni on the microstructure and mechanical properties of the multi-core cermets. The results showed that the addition of (Ti,20W,15Ta)CN powder could cause the refinement of the core size and the occurrence of the secondary phase (W,Mo,Ti)_3 + x(Co,Ni)_3 − xC (0 < x ≤ 1), both of which are responsible for the significant improvement of the mechanical properties. The appearance of the secondary phase was found under two circumstances, one was when the weight ratio of (Ti,20W,15Ta)CN/TiCN was 6:4 while that of Co/Ni was 5:5(cermet M60) and the other was when that of (Ti,20W,15Ta)CN/TiCN was 5:5 with pure Co binder (cermet C50). And there is a monotonous escalation of the fracture toughness (K_IC) of the cermets while increasing the (Ti,20W,15Ta)CN content. The optimal comprehensive mechanical performance was found in cermet M60 with transverse rupture strength (TRS) of 1903.32 MPa, Vickers hardness (HV₃₀) of 16.33 GPa and fracture toughness of 12.19 MPa·m^1/2.