预制层中合金种类对V-EPC制备表层复合材料组织和界面的影响

以高铬钢为基材,WC颗粒为增强颗粒,通过在预制层中分别加入钢粉和高碳铬铁粉来调节预制层的成分,利用真空实型铸渗法(V-EPC)制备WC颗粒增强钢基表层复合材料,分析预制层中合金种类对制备表层复合材料界面的影响。研究结果表明:预制层中合金粉末的粒度对复合层中WC颗粒和基体的界面结合产生影响,在金属液的作用下,400目的钢粉比160~200目的高碳铬铁粉更易熔化,有利于WC颗粒与基体界面的形成。预制层中合金粉末为钢粉的试样,过渡层不明显,存在显微裂纹;高碳铬铁粉的试样,复合层和基材之间过渡平缓,没有孔洞和微裂纹。     

预置法对V-EPC铸渗制备复合材料组织和质量的影响

通过涂覆预制块法和压制预制块法两种预置体的预置方法,利用V-EPC铸渗工艺制备了WC增强铁基表面复合材料,着重研究了两种预置法对复合材料的表面质量和组织的影响。结果表明,压制法制备的复合材料表面质量较涂覆法好,复合层厚度均为3 mm左右,表面较平整,复合位置对铸渗件表面质量影响不大,且随着WC颗粒体积分数的增加,复合材料铸件的铸渗层表面质量呈下降趋势。对显微组织的研究表明,两种方法制备的复合材料过渡层都较平缓,在压制法制备的复合材料靠近复合层处的过渡层组织中没有石墨出现。压制法制备的复合材料复合层中WC的分布较涂覆法均匀,WC颗粒体积分数较高,WC的大小不一,一些WC颗粒产生裂纹、破碎和搭接现象,随着WC颗粒体积分数的增加,WC颗粒将变均匀。     

WC颗粒增强高铬钢基表层复合材料的制备和组织

采用真空实型铸渗法(V-EPC)工艺,成功制备了以高铬钢为基材,WC颗粒为增强颗粒的表层复合材料。结果表明,用含有WC颗粒和高碳铬铁颗粒的预置块制备的不同WC颗粒体积分数的高铬钢基表层复合材料,WC颗粒均匀分布于复合层中,复合层在颗粒熔化、元素扩散互溶、金属液渗入的共同作用下形成由WC、W2C共晶组织,未溶解的高碳铬铁颗粒和各种析出的碳化物组成的组织。     

相对厚度对TiB2颗粒增强45钢基表面复合材料组织和硬度的影响

介绍了采用SHS和V-EPC真空消失模铸造相结合制备二硼化钛颗粒增强钢基表面复合材料的组织和硬度特点,重点研究了相对厚度的影响。利用扫描电镜、电子探针和光学显微镜等观察和分析了复合层的显微组织,并测试了显微硬度。结果表明,随着相对厚度δ的增加,复合材料的组织致密性得到改善,宏观缺陷减少,在相对厚度δ=9时复合材料质量最佳。复合层的组织主要由硬质相TiB2、TiC和基体组成,细小弥散的TiB2和TiC颗粒交替地分布在基体上,组织中呈方形的TiB2颗粒在数量上远远多于呈多边形的TiC颗粒;复合层的硬度随着距合金层表面深度的增加而降低,硬度最大值为1 449 HV。     

WC溶解对WCp/钢基表层复合材料组织和性能的影响

利用V-EPC法制备了WC颗粒增强钢基表层复合材料.通过金相、扫描电镜、XRD、显微硬度及冲击磨料磨损性能测试等手段重点研究了在预制层中添加镍基自熔合金粉末(Ni6025 WC)后,WC在基体中的溶解对复合材料组织和性能的影响.结果表明,WC在复合层中全]溶解使复合层基体中出现珠光体,残留奥氏体,马氏体以及M6C型碳化物,经分析知该M6C型碳化物为Fe3W3C.本试验得到的试样显微硬度与同类WC/钢基表层复合材料相比显著降低,冲击磨料磨损下的体积磨损率也较高.这些均表明WC在基体中过度溶解和Fe3W3C在基体中的含量较多时,复合材料的性能较差.     

Ni对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响

利用铸渗法制备了WC颗粒增强钢基表面复合材料,通过金相、扫描电镜等测试手段,重点研究了预制层中添加Ni粉对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响。结果表明,随着Ni添加量的增加,铸渗层中WC颗粒数目逐渐增多,复合层与基材的过渡趋于平缓,表面质量也趋于完好。同时,随着Ni添加量的增加,过渡层的变化逐渐趋向平缓,基体中马氏体、残余奥氏体及共晶碳化物的数量逐渐增加,并且复合层表层硬度呈现递增的趋势。     

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.     

预制层中合金粉末粒度对WC/钢基表层复合材料复合效果的影响

在以高铬钢为基材,WC颗粒为增强颗粒,使用不同合金粉末粒度的预制层的条件下,利用真空实型铸渗法制备了WC/钢基表层复合材料,重点研究了预制层中的合金粉末粒度对表层复合材料铸渗过程及复合效果的影响.采用XRD、SEM对表层复合材料的组织进行了研究.结果表明:随着高碳铬铁粉末粒度的减小,WC颗粒在基体中的熔解程度增大,铸渗层的厚度增加,过渡层变化平缓,表面质量也日趋完好,当粉末粒度为200～320目时,所制备出的表层复合材料铸渗层完整,无裂纹,铸渗层的厚度为3mm.经分析可知,金属液带来的热量与浇铸后高温状态保持的时间长短对复合效果起到了关键性的作用.     

SHS+V-EPC制备TiB_2/TiC双相颗粒增强钢基表面复合材料

研究了将钢液真空消失模铸造V-EPC与高温自蔓延SHS反应生成增强颗粒相结合制备TiB_2/TiC双相颗粒增强45钢基表面复合材料的工艺方法以及影响因素:SHS反应冷却剂-Ti-Fe粉的加人量、试样相对厚度δ和正火处理等对表面复合材料的冶金质量和显微组织的影响。实验结果表明:复合材料由表面复合层,中间过渡层和下部45钢基体层组成。表面复合层的基体上分布着大量细小的TiB_2+TiC双相颗粒。随着钛铁粉加入量的增大,表面复合层的出现从无到有,增强颗粒在表面复合层中的浓度变化呈现出由低到高再到低的峰值曲线特性;随着试样相对厚度δ的增大,组织中的铸造缺陷逐渐减少,冶金质量逐渐提高,增强颗粒分布的均匀性逐步改善,团聚现象逐渐减轻。     

WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料的滑动摩擦磨损性能研究

采用真空实型铸渗法(V-EPC)工艺,制备了WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料,并研究了载荷、转速对WC颗粒增强高铬钢基表面复合材料和高铬钢滑动摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:在不同的转速、载荷的条件下,表面复合材料耐磨性都比高铬钢要优越,其中转速影响更为显著,相对耐磨性从100r/min的2.5(最小值)增大到250 r/min的40.7(最大值)。