TiC含量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与力学性能的影响

在制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷原料中,添加3%~12%(质量分数)TiC微粉,经球磨、压制、真空烧结后,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了试样的显微组织和微区成分,采用硬度计和材料试验机检测其力学性能,并与砂轮对磨分析其耐磨性能。结果表明:添加TiC有助于细化Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织和提高其均匀性,TiC能大幅度提高Mo_2FeB_2基金属陶瓷的硬度、抗弯强度和耐磨性。     

多组元硬质相增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织和性能研究

以Mo、FeB和Fe等为原料,添加不同含量的WC、NbC、TiC多组元硬质相结合真空液相烧结工艺制备了Mo_2FeB_2基金属陶瓷。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射仪、洛氏硬度检测和耐磨实验,研究了多组元硬质相对试样的组织和性能的影响。结果表明:多组元硬质相起细化组织和弥散强化的作用,因而提高了金属陶瓷的硬度和耐磨损性能;当WC、NbC、TiC的质量分数分别为10%、4%和5%时,试样的硬度最高,耐磨性最好。     

Mo_2FeB_2复合硼化物的特性与应用

Mo_2FeB_2复合硼化物是日本新近开发的一种结构用金属陶瓷材料。本文在叙述硼化物特性的基础上,着重叙述了Mo_2FeB_2金属陶瓷的制造方法、特性及应用。     

Mo_2C/WC对金属陶瓷组织和性能的影响

以TiC、TiN、Mo_2C、WC、Co、Ni为原料,采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷。结合XRD物相检测、显微组织分析以及力学性能测试研究了Mo_2C/(WC+Mo_2C)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Mo_2C/(WC+Mo_2C)的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度逐渐增加,抗弯强度先降低后增加。当Mo_2C/(WC+Mo_2C)=0.8时,Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织细化明显,综合力学性能最佳,维氏硬度(HV)为1 411.15,抗弯强度为1 053.7 MPa。     

纳米La_2O_3掺杂对Mo_2NiB_2基金属陶瓷组织及力学性能的影响

采用真空热压烧结技术,根据Ni-6B-53.3Mo的配比,制备了掺杂不同含量纳米La_2O_3颗粒(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)的Mo_2NiB_2基金属陶瓷,并研究其显微结构和力学性能。结果表明,掺杂La_2O_3可以使Mo_2NiB_2基金属陶瓷的硬质相和Ni基粘结相相溶性提高,晶粒尺寸减小,Ni基粘结相分布更加均匀。随着La_2O_3掺杂含量的增加,Mo_2NiB_2基金属陶瓷的抗弯强度、硬度和压缩强度先增大后减小。掺杂0.6%La_2O_3时,抗弯强度和硬度均最大,分别为603.55 MPa和902.1 HV。掺杂0.3%La_2O_3时,压缩强度最大,为550 MPa。但随着La_2O_3掺杂含量的增加,Mo_2NiB_2基金属陶瓷的断裂韧性和密度都有所降低。     

纳米La_2O_3掺杂Mo_2NiB_2基金属陶瓷的摩擦磨损特性研究

以Ni-6B-53.3Mo为基础材料,采用真空热压烧结的方法在970℃下,制备不同La_2O_3掺杂含量(0%、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)的Mo_2NiB_2基金属陶瓷。采用高温真空摩擦磨损试验仪、表面轮廓仪、激光共聚焦显微镜以及X射线衍射仪研究La_2O_3掺杂量对Mo_2NiB_2基金属陶瓷的微观组织和摩擦磨损性能的影响。结果表明:室温下,同一载荷时,随着La_2O_3含量的增加,Mo_2NiB_2基金属陶瓷的磨损率和摩擦系数呈现先增大后减小的趋势,掺杂0.3%La_2O_3的Mo_2NiB_2基金属陶瓷的磨损率和摩擦系数最大,掺杂1.2%La_2O_3的Mo_2NiB_2基金属陶瓷的磨损率和摩擦系数最小;载荷对Mo_2NiB_2基金属陶瓷的耐磨性影响显著,磨损率和摩擦系数随着载荷的增加而减小;温度升高,La_2O_3掺杂Mo_2NiB_2基金属陶瓷磨损率先降低后逐步平稳,摩擦系数呈现先减小后增大的趋势。     

Nb对Mo_2NiB_2基金属陶瓷组织和力学性能的影响

采用放电等离子热压烧结技术制备了掺杂不同摩尔含量(0、0.05%、0.1%、0.15%、0.2%)Nb的Mo_2NiB_2基金属陶瓷,并使用扫描电子显微镜和电子万能试验机研究了其微观结构和力学性能。结果表明,Mo_2NiB_2基金属陶瓷主要由Mo_2NiB_2硬质相和Ni基粘结相两相结构组成。随着Nb的加入,硬度值先增大后减小,并在掺杂0.15%Nb时达到最大值1 203.4 HV。Nb取代了部分Mo,形成置换固溶体,产生固溶强化作用,使硬度值增大。掺杂0.05%Nb时,Mo_2NiB_2基金属陶瓷抗弯强度值最大,为854.93 MPa。断裂方式主要为脆性的解理断裂,断裂韧性值随Nb的加入而降低。     

NbC含量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷的显微组织和力学性能的影响

利用原位反应真空烧结法制备了不同NbC含量的Mo2FeB2基金属陶瓷试样,并对试样的显微组织及力学性能进行分析。结果表明,随着NbC含量的增加,硬质相颗粒得到细化且均匀分布在粘结相中;试样的硬度和耐磨性先提高后降低,当NbC的质量分数为6.0%时,试样的硬度最高,耐磨性能最好。     

用作机械零件铸模的Mo_2FeB_2

磨损和腐蚀问题是挤压和铸造工艺中的常见现象。本研究使用硬质合金铸模研究了碳对合金机械性能和铁质粘结剂结构的影响,这种硬质合金铸模是一种用于机械零件铸造的组成类似于复合硼化物基硬质合金的新型Mo_2FeB_2。还研究了新型合金的磨损和腐蚀行为。铸模合金的铁粘结剂随合金中残余碳含量(从铁氧体到马氏体)增加而变化,获得具有马氏体粘结剂的合金铸模横向断裂应力和硬度相     

Mo_2FeB_2硬质合金零件

Toyo Kohan 公司的研究人员考虑到挤压和注射成形机器零件的磨损和腐蚀等问题,发明了一系列的以复杂的钼铁硼化合物为基体的硬质合金,它由类似于 Mo_2FeB_2的硼化物基的陶瓷粒子组成,含有铬、镍和钼等可以热处理的粘结剂。据称,新型硬质合金的硬度和横向断裂强度分别为80～92HRA 和1000～2600兆帕,     

VC对TiC基金属陶瓷显微组织与力学性能的影响

结合BSE显微组织观察、EDS能谱分析、XRD物相检测和密度、硬度、抗弯强度测试,研究了VC添加量在不同烧结温度下对TiC基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。研究表明:TiC基金属陶瓷显微组织中的芯相和环相具有相同的晶体结构。随着VC含量的增加,TiC基金属陶瓷显微组织中的环相有粗化的趋势,烧结温度提高时环相粗化明显。当烧结温度为1 340℃,VC添加量为4%时,TiC基金属陶瓷的综合性能较佳。     

Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响

将Ti(C_5N_5)、Mo_2C、Ru、Ni粉末混合后,通过粉末冶金方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响及机理。结果显示,掺Ru后的Ti(C,N)基金属陶瓷组织呈现出芯-环结构;随着Ru含量的增加,主体晶粒得到细化,同时粘结相趋于均匀化;Ru含量的变化对Ti(C,N)基金属陶瓷粘结相浓度梯度产生了影响,梯度层厚度随Ru含量的增加先增厚后减薄;含1.5%Ru的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性和维氏硬度分别达到9.9 MPa·m~(1/2)和1 500 HV_(10)。掺Ru对Ti(C,N)基金属陶瓷综合力学性能的改善具有突出效果,与其强化陶瓷的粘结相有关。     

碳含量对Mo2FeB2基金属陶瓷的影响

采用真空烧结工艺制备了4种不同碳含量0、0.25%、0.5%、1%(质量分数，下同)的Mo₂FeB₂基金属陶瓷，研究了碳含量对金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着碳含量的增加，金属陶瓷的液相形成温度降低，金属陶瓷的硬度和抗弯强度呈先增大后降低的趋势。当碳含量为0.5%时，硬质相和粘结相两相组织分布最为均匀致密，金属陶瓷的硬度和抗弯强度最佳(88.5 HRA, 1 858.5 MPa)。当碳含量增加到1%时，过量的碳与Fe形成了脆性Fe₃C相，导致组织粗化和力学性能降低。     

碳纤维添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷材料组织和性能的影响

以Ti(C,N)、Mo_2C、Co、Ni、WC和C_f(碳纤维)为原料,通过粉末冶金工艺制备了不同添加量C_f增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料,研究了C_f添加量对金属陶瓷密度、硬度和抗弯强度的影响。结果表明,随着C_f添加量的逐渐增大,Ti(C,N)基金属陶瓷材料密度和硬度略有降低,抗弯强度先增大后减小;当C_f添加量(质量分数)为2%时,Ti(C,N)基金属陶瓷材料力学性能最佳,此时硬度为66 GPa,抗弯强度为672.6 MPa。     

烧结气氛对Mo_2FeB_2金属陶瓷组织与性能的影响

以钼粉、铁粉、硼铁合金粉为原料,采用粉末冶金的方法,分别在真空、N2和Ar气氛下制备Mo2FeB2金属陶瓷材料。研究了烧结气氛对Mo2FeB2金属陶瓷密度、成分、力学性能以及显微组织的影响。研究结果表明,在同样烧结温度下,试样在真空气氛下的烧结密度为8.23g/cm3,硬度为75.3HRA,抗弯强度为1246.38MPa,优于在N2和Ar气氛下烧结制备的试样的密度、硬度和抗弯强度。金属陶瓷在N2和Ar中烧结后,碳含量比在真空中烧结的碳含量低1.0%～1.2%,而氧、氮含量均高于真空中烧结的含量。论文还通过对材料的显微组织的分析,发现真空气氛下制备的试样组织发育良好,结构致密,并阐述了不同烧结气氛对该材料组织结构影响的原因。     

WC含量对TiB_2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响

采用粉末冶金法制备w(WC)为0～20%的TiB_2-WC-0.8Cr_3C_2-20(Co/Ni)(质量分数,%)金属陶瓷,研究WC含量对TiB_2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响。结果表明,随WC含量增加,TiB_2在黏结相中的溶解度降低,TiB_2/黏结相界面减少,使得TiB_2基金属陶瓷晶粒细化,晶粒尺寸更加均匀。此外,添加WC可显著改善TiB_2基金属陶瓷的力学性能。当w(WC)为15%时,金属陶瓷的性能最佳,硬度(HRA)、抗弯强度以及相对密度分别达到92.6±0.2、(1256±30) MPa和(99.65±0.20)%。但添加过量WC(w(WC)=20%)时部分WC相发生团聚并生成脱碳相W_2C,使得TiB_2基金属陶瓷的力学性能降低。     

Cr_3C_2和Ni对TiC基金属陶瓷组织性能的影响

主要研究Cr3C2和Ni在不同配比下烧结成TiC基金属陶瓷,利用洛氏硬度计测试硬度,利用扫描电镜进行显微形貌观察,利用能谱仪进行元素分布分析以及利用XRD衍射仪进行物相分析.研究表明,Ni作为粘结相分布在TiC基体的边缘,不同Cr3C2和Ni含量影响TiC基金属陶瓷组织形貌和性能的原因是由于不同新相的生成.     

Fe添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织及力学性能的影响

采用低压烧结工艺制备出Ti(C_(0.7)N_(0.3))-WC-Mo_2C-TaC-Fe/Co/Ni体系金属陶瓷,研究了Fe含量对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织、相组成及力学性能的影响。结果表明,随着Fe含量的增加,组织中白芯-灰环结构的硬质相体积分数显著增大,且在固相烧结阶段,大量M_(12)C型η相转化为M_6N型脆性相;高Fe含量的金属陶瓷体系有利于脆性相的生成。力学性能测试结果表明,适量Fe置换Ni可显著提高Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度和断裂韧性,并随Fe含量增加呈先升高后降低的变化趋势。当Fe含量为2%时,金属陶瓷的硬度和断裂韧性均达到最大值1 642 MPa和10.63 MPa·m~(1/2),与不含Fe的金属陶瓷相比,分别提高了96 MPa和11.3%。但添加过量Fe反而会极大地恶化金属陶瓷的力学性能,这主要归因于高Fe含量金属陶瓷组织中M_6N型脆性相含量的增加。     

WC增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与性能研究

在三元硼化物Mo2FeB2基金属陶瓷的基础上添加不同量的WC进行真空液相烧结,并对烧成的试样进行表征。结果表明,添加WC颗粒不影响生成三元硼化物Mo2FeB2的原位液相反应过程,其可作为Mo2FeB2颗粒的形核中心,进一步促进材料烧结致密化,且WC颗粒与Mo2FeB2硬质颗粒形成结合良好的双硬质相,弥散分布在Fe基粘结相中,有效地增强了Mo2FeB2基金属陶瓷硬度及耐磨损性能。当WC添加量为20%(质量分数)时,材料硬度最高,达到HRA87.9,提高了7.2%,在砂轮对磨试验条件下其耐磨性最好,提高了10倍。     

CoO和Cr_2O_3复合掺杂对17Ni/(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷力学性能的影响

采用粉末冶金技术制备CoO和Cr_2O_3复合掺杂17Ni/(10NiO-NiFe_2O_4)金属陶瓷材料,通过XRD、SEM分析了材料的物相和形貌,并检测了材料的相对密度、显微硬度、断裂韧性及抗弯强度,探究不同含量、不同比例的CoO和Cr_2O_3复合掺杂剂对金属陶瓷材料力学性能的影响。结果表明:CoO和Cr_2O_3复合掺杂剂固溶到陶瓷基体相NiFe_2O_4晶格中,促进了烧结致密化,金属陶瓷的力学性能也随之提升。当添加CoO和Cr_2O_3复合掺杂剂总量为1%(CoO/Cr_2O_3质量比1∶2)时,金属陶瓷的硬度和断裂韧性分别高达740.65N/mm~2和9.61MPa·m~(1/2),较未掺杂的金属陶瓷试样分别提高了7.35%和169.19%;当添加CoO和Cr_2O_3复合掺杂剂总量为2%(CoO/Cr_2O_3质量比2∶1)时,金属陶瓷的抗弯强度高达175.66MPa,较未掺杂的金属陶瓷试样提高了31.97%。