攀钢尾矿原位合成TiCN／Fe3Si复合材料

以攀钢选钛尾矿为主要原料，尝试采用碳热还原氮化法合成TiCN／Fe3Si复合材料。为探明复杂体系过程反应机理，对体系中可能发生的高温反应进行了热力学分析，并采用XRD和SEM对合成产物进行表征。计算结果表明，1500℃下产物主晶相为TiCO3N0.7和Fe3Si，其中，TiC0.3N0.7颗粒大多呈弥散分布，平均尺寸约为5μm。     

(Ti,V)C颗粒增强铁基复合材料显微组织的研究

采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了不同V/Ti原子比的（Ti，V）C／Fe基复合材料，用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）研究了该复合材料的物相结构和显微组织。研究结果表明：原位合成的（Ti，V）C增强相颗粒细小，大部分小于2μm，在α-Fe基体中均匀分布。随着V，Ti比的提高，（Ti，V）C晶格常数减小，且呈线性下降，（Ti，V）C增强相颗粒形态由不规则状趋于球形。     

Fe含量对燃烧合成TiB2-Al2O3复相陶瓷组织与性能的影响

利用燃烧合成及机械加压法制备出TiB2-Al2O3复相陶瓷，研究了金属粘结相Fe对合成产物组织和性能的影响。结果表明，Fe的加入虽没有影响TiB2-Al2O3复相陶瓷的微观形貌，但明显提高了其致密度，当其含量为10％时，合成产物的致密度最高为98．4％；随着Fe含量的增加，TiB2-Al2O3复相陶瓷的硬度稍有下降。     

原位合成TiC/Fe基复合材料的研究

利用粉末冶金技术，在真空状态下使Fe-Ti-C体系进行碳化反应原位合成TiC／Fe基复合材料，用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对所制备的试样进行组织结构分析，并用热分析法对Fe-Ti-C体系原位合成的反应机理进行研究。结果表明，反应合成的复合材料相组成为TiC和α-Fe，所合成的硬质相TiC颗粒细小，在铁基体中均匀分布。三元体系Fe-Ti-C的反应机理为：首先在765．6℃发生Fe的同素异构转变，即α-Fe→γ-Fe；其次在1078．4℃因Ti与Fe共熔而形成低共熔体Fe2Ti；最后在1138．2℃，C与Fe2Ti反应生成TiC。     

Zr元素对Sm2Fe17合金结构的影响

通过XRD，SEM，EDX等手段研究了Zr对Sm2Fe17母合金及均匀化热处理后合金的相及微观结构的影响。结果表明：少量Zr元素的加入，能有效抑制铸锭中α-Fe相的生成：改变富Sm相的分布形态，使其在合金中沿基体Sm2Fe17相晶界呈网状分布，同时能部分取代基体Sm2Fe17相中Fe；短时的热处理能进一步降低合金中α-Fe含量在消除富Sm相，并使Zr在合金中的分布趋于均匀，而长时间热处理对加Zr合金不是一个必要的环节。因此，Zr元素的加入有效的降低了成本，有利于制备成分均一的高质量的Sm2Fe17相母合金。     

渗硫参数对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层的影响

采用低温离子渗硫技术在CrMoCu合金铸铁离子氮碳共渗表面制备FeS固体润滑层。通过对FeS固体润滑层表面微观形貌的观察，初步分析了渗硫条件和氮碳共渗表面对其上FeS固体润滑层形成的影响。氮碳共渗表面细小的缺陷和凹坑为硫化物提供了形核的活性中心，利于形成以FeS相为主的较厚的FeS固体润滑层。渗硫温度对氮碳共渗表面形成FeS固体润滑层影响很大，当渗硫温度（硫罐温度／工件温度）为210℃／230℃时，FeS固体润滑层中S／Fe原子摩尔百分比值趋于1；当渗硫温度（硫罐温度／工件温度）小于或大于210℃／230℃时，FeS固体润滑层中S／Fe原子摩尔百分比值远小于1或远大于1，不利于FeS固体润滑层的形成。     

水雾化粉末状触媒中固溶碳对金刚石合成的影响初探

高压水雾化方法制备触媒粉末为降低粉末氧含量,实验中加入合成金刚石用高纯天然鳞片石墨粉,灰分含量小于20×10-6,制备成合成柱在六面顶压机上进行系列合成实验,合成腔体为φ41 mm,通过合成的金刚石结果,判断总结出最佳含碳量值.所制得FeNi30如触媒粉末中的碳有两种状态存在:固溶单质碳和Fe3C型碳化物.结果发现固溶单质碳的存在,促进碳在触媒合金中内外双向扩散.促进了金刚石成核和转化;另外,根据固体与分子经验电子理论,分别计算了Fe3C及(Fe,Ni)3C型碳化物内C-C键原子组成的晶面的共价电子密度与金刚石晶面的共价电子密度,发现二者之间具有连续性,说明Fe3C型碳的存在也很有可能是金刚石形核与生长的有效碳源.     

攀钢尾矿原位合成TiCN/Fe3Si复合材料

以攀钢选钛尾矿为主要原料,尝试采用碳热还原氮化法合成TiCN/Fe3Si复合材料.为探明复杂体系过程反应机理,对体系中可能发生的高温反应进行了热力学分析,并采用XRD和SEM对合成产物进行表征.计算结果表明,1500 ℃下产物主晶相为TiC0.3N0.7和Fe3Si,其中,TiC0.3N0.7颗粒大多呈弥散分布,平均尺寸约为5 μm.     

电场诱导Fe-Ti-C系燃烧合成：电流对合成产物的影响

采用Gleeble-1500D热模拟试验机，利用电场诱导Fe—Ti—C体系发生燃烧合成反应，并研究了外加电流对合成产物的影响。对产物进行了X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等分析。结果表明：产物中均存在TiC相，而少量的Fe2Ti相仅存在于特定的阶段：随着外加电流的增加，颗粒的平均尺寸也发生不同程度的减小。外加电场能够促进反应物粒子的固相扩散和形核长大，并最终影响合成产物的物相组成和颗粒尺寸。     

用纯铁粉末触媒合成工业金刚石

本文利用纯铁粉末(α—Fe，纯度为99．9％)作触媒在国产六面顶压机上进行了金刚石单晶的合成，研究了高温高压条件下(5．7GPa，1370℃～1650℃)，石墨碳一纯铁体系中金刚石单晶的生长特性。通过光学成像显微镜观测表明，合成出的金刚石单晶呈浅黄色，晶形完整，且多为八面体，粒度约为0．2～0．3mm。通过穆斯堡尔谱对晶体内部的杂质进行了测试分析，发现合成样品中除有少量的α—Fe外，其杂质的主要成分为碳化铁(Fe3C)。我们根据Fe—C相图对碳化铁形成的机理进行了分析。认为：由于Fe—C相互作用较强，在金刚石生长过程中，Fe元素容易以包裹体的形式进入金刚石内部。在降温的过程中，金刚石内部分离形式的Fe和C以碳化铁的形式出现。     

元素V和C对VCp/Fe组织和性能影响的研究

采用原位自生合成法制备了VCp/Fe复合材料。借助光学显微镜以及扫描电镜等,研究了元素V和C对VCp/Fe复合材料组织和性能的影响。结果表明,随着V含量的增加,VCp/Fe复合材料的硬度和冲击韧性得到了明显的提高。分析得出了制备VCp/Fe复合材料的最佳V和C的组合成分为3.5%V,1.0%C。     

VC和碳含量对超细晶硬质合金室温和高温性能的影响

以原位还原碳化技术制备的WC-8Co复合粉和VC粉末为原料,采用低压烧结技术制备出超细晶硬质合金。系统研究了VC添加量和复合粉中碳含量对硬质合金的相组成、显微组织、室温和高温力学性能的影响。结果表明:硬质合金的晶粒尺寸、硬度和断裂韧性主要受VC添加量的影响,且随VC添加量的增加呈单调变化;抗弯强度随VC添加量的变化趋势与碳含量有关;压缩强度随温度的变化呈现先降低后升高的趋势;当WC-Co复合粉的碳含量为5.60%～5.68%(质量分数)、VC添加量不超过0.5%时,可分别制备出室温抗弯强度为4482MPa和600℃下抗压缩强度为4914MPa的高综合性能的超细晶硬质合金。基于微观组织特征的分析,结合弹-塑性有限元模型对应力分布的模拟,对超细晶硬质合金力学性能的变化规律及影响机理进行了分析。     

TiCp/Fe及VCp/Fe复合材料抗氧化性能的研究

通过向Fe-C母合金中加入钛铁或钒铁合金,形成TiC、VC颗粒增强相,得到抗氧化性能较高的TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料;对比试验表明,TiCp/Fe、VCp/Fe复合材料的抗氧化性能明显优于HT250和45钢。由于VCp/Fe复合材料中增强体VC颗粒的体积分数比TiCp/Fe复合材料中的TiC颗粒多、分布更均匀、界面结合更好,因此VCp/Fe比TiCp/Fe复合材料具有更好的抗氧化性能。     

含钒超细晶粒WC—（Ni,Fe）系硬质合金复合粉的研制

用超声喷雾制备的（Ｗ,Ｎｉ,Ｆｅ,Ｖ）系纳米级复合氧化物粉末,在管式还原炉内以不同流量的液化石油气还原碳化,制备含Ｖ的超细晶粒硬质合金粉末。用化学分析、Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和透射电镜（ＴＥＭ）确定粉末的成分、物相组成及粉末颗粒形貌和粒度范围。将合金粉末热压成合金试样,观察Ｖ元素的分布及对ＷＣ晶粒长大的抑制作用。结果表明,１２０ｍＬ·ｍｉｎ(－１)的液化气流量,虽可使复合氧化物转变成ＷＣ,ＶＣ,Ｎｉ,Ｆｅ相,但会造成合金粉中含有很高的游离Ｃ。当液化气流量为４３ｍＬ．ｍｉｎ(－ｌ)时,合金粉的物相组成及游离Ｃ含量全部达到要求。电镜观察证实,Ｖ元素可以抑制ＷＣ晶粒长大,并主要分布在粘结相中     

反应烧结合成碳化钒颗粒增强铁基复合材料

以铬铁粉、钼铁粉、钒铁粉、铁粉和碳黑为原料.原位反应合成了VC-Fe基复合材料,并用扫描电镜、X射线衍射等测试方法对试样进行了组织结构分析.结果表明:在真空中烧结后,反应合成的复合材料主要相组成为V_8C_7,和α-Fe;在氮气中烧结后,复合材料主要相组成为V(C,N)和γ-Fe;与VC相比,硬质相V(C,N)分布更均匀,颗粒形状趋于球形.     

碳含量对TiC颗粒增强铁基复合材料微观结构的影响

采用分析电镜和X射线衍射仪研究了原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料的微观结构，结果表明所形成的颗粒增强相为非化学式的TiCxN1-x，其中x值大小随基体含碳量的高低而发生明显变化，基体中较高的含碳量有助于抑制Fe2Ti相的形成。     

原位自生铸造VCp/Fe复合材料冲击断口分析

采用原位自生合成法制备了VCp／Fe复合材料。借助光学显微镜以及扫描电镜，分析了VCp／Fe复合材料的冲击断口形貌。结果表明，VCp／Fe复合材料失效的主要原因是铁素体解理断裂以及部分珠光体的不连续片层状解理；VC的数量及分布对VCp／Fe复合材料的性能有着重要影响；适当提高C含量可以达到细化基体组织的目的。     

热处理对原位自生VCp/Fe复合材料组织和性能的影响

通过原位反应法制备了VCp/Fe复合材料,研究了热处理对其组织和性能的影响.结果表明,热处理可以改变复合材料的基体组织,得到珠光体、马氏体等不同组织,进而提高其硬度并改善韧性,保温时间对材料的性能有一定影响,调质处理得到最佳的强韧性配合.热处理对复合材料中的初始VC颗粒的形貌、分布、大小等没有明显的影响,但热处理过程中有二次VC颗粒的析出,对提高复合材料的增强效果有一定作用.     

TiC硬质相增强高碳钢复合材料的研究

用钛丝作为增强相的原材料,利用钛丝与高碳钢中碳原子原位反应,制备性能良好的碳化钛-高碳钢复合材料。对TiC/Fe基复合材料的微观组织以及硬度进行了的研究;结果表明:得到了TiC硬质相,沿原来钛丝方向分布均匀,硬质相颗粒有大、小颗粒状和长条状,尺寸范围在2～14μm。与高碳钢试样对比,在载荷为20N条件下,复合材料的耐磨性提高5.28倍。     

原位反应VCp/Fe复合材料在冲击磨料磨损条件下耐磨性的研究

研究了原位反应VCP／Fe复合材料在冲击磨料条件下的耐磨性与VC增强颗粒体积分数、分布密度的关系．并利用SEM和光镜观察分析了复合材料的组织及磨损形貌。结果表明，随着VC颗粒在复合材料中的体积分数及分布密度的增大．复合材料的耐磨性提高。在冲击磨料条件下，VCP／Fe复合材料磨损主要是受显微犁削与显微切削的作用。