粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷制备工艺及其组织性能的影响

综述了粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷过程中粉末粒度的作用,以及其对材料最终组织性能的影响;并指出了原始粉末粒度与细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷制备工艺的关系及其研究意义。     

烧结工艺对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,利用金相图像分析系统和扫描电镜观察陶瓷表面孔洞和微观组织形貌,分析了热处理和烧结气氛工艺对不同碳氮比的Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响.结果表明:真空烧结后的热处理工艺可使Ti(C,N)基金属陶瓷的横向断裂强度提高10%以上,硬度也有不同程度的提高,其中Ti(C0.5 N0.5)基金属陶瓷适合采用低压工艺处理,Ti(C0.7 N0.3)基金属陶瓷适合采用热等静压工艺处理.氮气气氛烧结中,Ti(C0.5 N0.5)基金属陶瓷在氮分压值为2kPa时的横向断裂强度达到最大值,而硬度变化不明显,这可归因于合适的氮分压阻碍了金属陶瓷内氮化物的分解,提高了材料的致密度,细化了晶粒组织.     

陶瓷相原始粉末粒度对Ti（C，N）基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷和纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷试样和刀具。研究了陶瓷相粉末粒度对Ti（ C, N）基金属陶瓷显微组织、力学性能及其刀具耐磨损性能的影响。结果表明,超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷和纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷的硬质相均具有黑芯/灰壳和白芯/灰壳两种显微结构。超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷中白芯/灰壳结构硬质相晶粒较多,而纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷中硬质相晶粒主要为黑芯/灰壳结构。与超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷相比,纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷具有较高的抗弯强度和断裂韧度以及较低的硬度和孔隙度。纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷刀具具有较长的使用寿命,约为超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷刀具使用寿命的2．3倍。     

纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷研究进展

分析了Ti(C,N)基金属陶瓷的发展、组织结构、性能特点及应用;特别阐述了近年来纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷的研究动态和进展,指出了Ti(C,N)基金属陶瓷未来发展趋势是向超细晶粒(纳米结构化)方向和提高材料的强韧性、可靠性方向发展。     

纳米Ti(C,N)基金属陶瓷制备技术研究进展

概述了纳米Ti(C,N)基金属陶瓷制备技术的研究进展,重点对纳米陶瓷粉末的团聚与分散、纳米陶瓷粉末的氧含量对性能的影响以及纳米金属陶瓷的烧结技术进行了介绍与探讨。分别介绍了真空烧结、放电等离子烧结、热压烧结以及微波烧结在制备纳米Ti(C,N)基金属陶瓷时的优势,及各自存在的问题,为开发新的适于纳米Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结方法及烧结工艺提供了参考。     

(Ti,W,Ta)(C,N)_p/Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能

采用自制的多元复式碳氮化物陶瓷粉末 ((Ti,W,Ta) (C,N) p)制备 (Ti,W,Ta) (C,N) p/Ti(C,N)基金属陶瓷。研究了 (Ti,W,Ta) (C,N) p 粉末的组织结构特征及其加入对金属陶瓷的组织及性能的影响。结果表明 ,多元复式碳氮化物粉末的晶格常数与元素的固溶度有很好的对应关系 ,调整粉末中元素的固溶度可控制粉末的晶格常数 ,进而控制材料的性能。 Ti(C,N)基金属陶瓷中 (Ti,W,Ta) (C,N) p 粉末的加入 ,有利于重金属元素 W和 Ta向粘结相中扩散 ,从而降低了硬质相在粘结相中的溶解度 ,阻碍了晶粒长大。(Ti,W,Ta) (C,N) p/Ti(C,N)基金属陶瓷各项性能指标优于 Ti(C,N)基金属陶瓷和国外对应的金属陶瓷牌号 CT5 2 5的产品。强化机制主要表现为细晶强化与固溶强化。     

第二相碳化物对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

Ti(C,N)基金属陶瓷具有优异的高温硬度和耐磨性、低摩擦系数、良好的热稳定性和化学稳定性,但是断裂强度差和冲击韧性不足是其致命的缺点。在Ti(C,N)基金属陶瓷中添加第二相碳化物是提高Ti(C,N)基金属陶瓷强韧性的一种重要途径,本文根据不同种类的第二相碳化物在Ti(C,N)基金属陶瓷中的作用对其进行分类和归纳,从而得出第二相碳化物对Ti(C,N)基金属陶瓷的作用主要有改善粘结相对硬质相的润湿性、抑制晶粒长大以及改善机械性能。     

Ti(C,N)基金属陶瓷材料显微结构与性能研究进展

对国内外近年来有关Ti(C,N)基金属陶瓷材料的显微结构与性能的研究成果进行了总结。首先,介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的发展史;Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构、力学性能,以及显微结构与其性能的关系等。其次,列举并比较了不同的烧结方法所制备的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的力学性能;结果表明:微波烧结和放电等离子烧结技术在较低的温度就可以成功烧结高硬度、高抗弯强度与断裂韧性高的产品,但实际生产中,这类技术还没有广泛被应用,应用最广的是真空烧结方法。最后介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的今后的研究趋势。     

(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷复合材料制备及性能研究

采用高温碳管炉制备了平均粒度约为1.2μm的(Ti,La)(C,N)复式碳氮化物粉末,并将其应用于(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷的制备。研究稀土La元素的固溶含量对(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷的组织结构和性能的影响,同时对比了La_2 O_3的直接加入对Ti(C,N)基金属陶瓷组织结构和性能的影响。通过X衍射和扫描电镜对两组金属陶瓷进行研究分析,结果表明:La含量相同时,相比于直接添加La_2 O_3的Ti(C,N)基金属陶瓷,(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷各项性能指标均有提高,其抗弯强度提高了约20%,硬度也稍有提升,且当(Ti,La)(C,N)中La元素固溶0.25%时,物理和力学性能最佳;(Ti,La)(C,N)基金属陶瓷强化机制主要表现为固溶强化。     

冷却方式对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

采用真空烧结工艺制备微米级Ti(C,N)基金属陶瓷。通过XRD、SEM等研究了液相烧结后,冷却方式对微米级Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织、力学性能的影响。试验结果表明,烧结后随炉冷却,烧结体可获得较均匀的显微组织,且环形相完整且厚度适中;冷却时,在液相阶段增加保温台阶,晶粒有所长大且有发生团聚现象发生,环形相变厚,导致材料的力学性能下降。微米级Ti(C,N)基金属陶瓷烧结后合适的冷却方式为无保温、随炉冷却。     

EFFECT OF Mo AND Mo2C ON THE MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF THE CERMETS BASED ON Ti（C,N）

Effect of Mo and Mo2 C on the microstructure and properties of Ti（C,N）-based cermets was investigated in this article. The results have indicated that the weight percentage of Mo from 5 to 10 can reduce Ti（C,N） grain diameter and thickness of the rim, and Ti（C,N） grain can be wetted by Ni-Cu-Mo liquid so as to get small contiguity of Ti（C,N） grain. In that way, the transverse rupture strength of Ti（C,N）-based cermets has reached 1800-1900 MPa; the fracture toughness has been due to 16-18 MPa.m1/2. But 15 wt pct Mo was not more effective on Ti（C,N）-based cermets, because the thickness of the rim becomes larger. In the circumstance of Mo2 C, 5 wt pct Mo2 C was good for microstructure and properties of Ti（C,N）-based cermets, but 11 wt pct Mo2C has resulted in larger contiguity of Ti（C,N） grain and big Ti（C,N） grain diameter so as to reduce transverse rupture strength and fracture toughness. So that, the effect of Mo on Ti（C,N）-based cermets is better than Mo2C.     

金属陶瓷材料及其在切削刀具上的应用

文章论述了TiC基、Ti(C，N)基金属陶瓷的性能及其特点；作为刀具材料，金属陶瓷比硬质合金具有更多的优异性能，说明金属陶瓷作为刀具材料应用的范围。     

Effect of VC addition on the microstructure and properties of Ti（C,N）-based nano cermets

In this paper, Ti(C,N)-based nano cermets were prepared by nano particles, and the effect of VC addition on the microstructure and properties of Ti(C,N)-based nano cermets was investigated. The results showed that there existed black-core grayish-rim structure as well as gray-core grayish-rim structure in VC-doped Ti(C,N)-based nano cermets. With the increase of VC addition, the number of gray cores increased, the lattice parameter of Ti(C,N) phase increased, the grain size decreased, the hardness and fracture toughness of Ti(C,N)-based nano cermets were enhanced, and nearly full densification could be achieved. However, excessive addition of VC to 1 wt% resulted in slight decrease in hardness and fracture toughness. Some deep dimples were found in the fracture surface of cermets with VC addition, which corresponded to ductile fracture.     

Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和高温抗氧化性能的研究

本文研究了添加不同比例的TaC、NbC对Ti(C,N)-NiMo系金属陶瓷的力学性能的影响及在750℃空气中的氧化行为,测定并计算了恒温氧化增重与时间的函数关系及氧化速率常数。结果表明,这类陶瓷材料的氧化为"钝性氧化",TaC/NbC质量比为4:3时,显示出较好的力学性能和抗氧化性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,分析了氧化膜的组成与结构,探讨了Ti(C,N)基金属陶瓷高温下的氧化机制。     

第二相碳化物对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

简要介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷的基本结构,重点阐述了第二相碳化物对Ti(C,N)基金属陶瓷的组织结构和力学性能的影响。     

Ti(C,N)_w/Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与力学性能研究

采用Ti(C,N)晶须和颗粒复合粉末(Ti(C,N)w+Ti(C,N)p)制备Ti(C,N)w/Ti(C,N)基金属陶瓷。研究了复合粉末对金属陶瓷组织及性能的影响。结果表明,Ti(C,N)w的加入,金属陶瓷的各项力学性能都得到了提高。组织表现为环形相结构特征,与Ti(C,N)基金属陶瓷相比,双层环形相结构所占比例增大,且尺寸加厚。烧结组织中Ti(C,N)w的长径比大于临界长径比,在强化金属陶瓷方面起着重要的作用。环形相使Ti(C,N)w与基体界面结合紧密,增韧机制主要表现为裂纹桥联和裂纹偏转,拔出效应不明显。     

原始粉末粒度组合对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了TiC和TiN在不同粒度组合下,Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能。利用SEM、XRD等分析手段对所制备的金属陶瓷进行分析。结果表明,采用微米级TiC和纳米级TiN粒度组合得到的Ti(C,N)基金属陶瓷综合力学性能最好。其抗弯强度达到了1 052.8 MPa,断裂韧性达到了9.3 MPa·m1/2。     

High-quality Ti(C,N)-based cermets via solid-state nitrogen-pressure sintering: Influence of the sintering atmosphere

Owing to the denitrification behavior of Ti(C,N)-based cermets during the sintering process, nitrogen atmosphere sintering is essential for the fabrication of high-quality products. Disclosing the roles of the sintering atmosphere on the microstructure and properties of cermet is of significance. Herein, Ti(C,N)-based cermets were fabricated under six types of sintering atmosphere. Effects of sintering atmosphere on the microstructure, coercive force (Hc), specific saturation magnetization (Ms (%)), and mechanical properties of cermets were investigated. More rimless Ti(C,N) grains with increased fraction of black cores were formed with increasing the nitrogen partial pressure. Three types of gradient structure of cermets were confirmed caused by the different nitrogen activity at the liquid sintering state. Vacuum sintering induced the formation of thicker rims on smaller Ti(C,N) cores at the surface due to the low nitrogen potential, while fcc solid solutions rich in N was formed in nitrogen atmosphere. Vacuum sintered cermets showed the lowest Hc and Ms. (%) of 3.66 KA/m and 2.13%, owing to the denitrification process. High-quality Ti(C,N)-based cermets were achieved via the solid-state nitrogen atmosphere sintering, benefiting from the optimized core-rim structure, i.e. moderate thickness of rims and certain amount of black Ti(C,N) cores.     

Erosion-corrosion behavior of Ti(C,N)-based cermets containing different secondary carbides

The present work investigated the effects of secondary carbides (Mo₂C\WC\TaC\NbC) on the erosion-corrosion behavior of Ti(C,N)-based cermets. The results indicate that the erosion-corrosion resistance of Ti(C,N)-based cermets is enhanced in the order of NbC, TaC, WC and Mo2C addition. The contribution of erosion to the erosion-corrosion of Ti(C,N)-based cermets is much more significant than that of corrosion, and it increases with the decreased mechanical properties. The synergistic effect plays a dominant role in the degradation of Ti(C,N)-based cermets in erosion-corrosion conditions. There are two modes to ceramic phase degradation in erosion conditions: large ceramic grains are prone to deterioration through crack initiation and propagation → grain fracture → fragment removal; finer ceramic grains trend to be pulled out after the deterioration of binder and interface. The binder loss is determined by the corrosion resistance of binder, the erosion resistance of binder and the erosion resistance of ceramic phase.