电磁场法原位合成WC_p/W丝增强铁基复合材料

通过对钨丝和灰口铸铁熔体组成的体系施加电磁场,在1573 K时,熔体中的碳原子与钨原子能够原位反应合成碳化钨颗粒。结果表明:当电磁场频率小于4 kHz,得到碳化钨颗粒与钨丝混杂增强灰口铸铁基复合材料;当电磁场频率达到4 kHz时,得到碳化钨颗粒增强灰口铸铁基复合材料。电磁场除了加速熔体中的质量传递外,还有助于在钨丝周围形成一系列的Fe-W-C三元微区,该微区中钨的浓度较高,利于改善原位合成WC颗粒的动力学条件。但是,WC颗粒的间隙类似于一个过滤器,降低了元素的扩散速度。复合材料较好的耐磨性归因于WC颗粒的较高硬度以及颗粒的弥散分布。     

铸渗-原位反应制备WC_P/W纤维混杂增强铁基复合材料

以金属钨纤维编织的钨网和灰口铸铁为原材料,选用铸渗-原位反应法制备WCP/W纤维混杂增强铁基复合材料。通过DTA、XRD、SEM以及两体磨损试验对该复合材料的物相、显微组织以及磨损特性进行了分析。结果表明:当铸渗复合和原位反应温度分别为1300℃和1160℃时,可确保复合材料组织的致密性,以及金属钨纤维和灰口铸铁基体中的碳反应合成WC颗粒。反应完全的钨纤维原位生成较多的WC颗粒,起到颗粒强化效果;反应不完全的钨纤维在基体中起到纤维强化效果;复合材料的耐磨性随着载荷的增加不断提高,其磨损机制主要为显微切削磨损。     

原位合成颗粒增强铁基复合材料的研究进展

从材料选择、工艺、原理的角度综述了国内外原位合成颗粒增强铁基复合材料的研究与应用，具体分析了基体和颗’粒(TiC、SiC、WC)的界面反应以及部分工艺的优缺点，对开展颗粒增强铁基复合材料的研究有指导意义。     

原位冶金反应碳化钨增强铁基复合材料

利用自耗电极直流电弧原位冶金的方法,获得了碳化钨增强铁基复合材料.采用SEM、EDS、XRD等研究了复合材料的组织,利用显微硬度计测试了其显微硬度.结果表明:W在富C的过热液相中混合扩散,发生原位冶金反应生成WCp.WCp和鱼骨状(Fe,W)6C组织弥散分布在由Fe、Cr、Ni、Mn、C等元素组成的粘结相中,这种强硬质相、辅助硬质相与基体的弥散分布和交叠组合是获得良好力学性能的基础.     

热源对原位合成WC颗粒增强铁基涂层的影响

以设定比例的Fe、W、C等粉末为反应元素,通过激光和氩弧在Q235钢基体上熔覆原位反应合成WC颗粒增强铁基涂层。利用SEM和EDS分析熔敷层组织和成分,利用显微硬度仪测量熔敷层至基体的硬度。结果表明:激光和氩弧熔敷均得到成型良好的熔敷层,激光熔敷层的硬质相主要是枝晶Fe3W3C并含有少量WC颗粒,氩弧熔敷层内硬质相都是块状WC颗粒。激光熔敷层最大硬度达906 HV,氩弧熔敷层最大硬度达1108 HV。     

激光熔覆原位合成碳化钨增强铁基表面复合材料的研究

利用激光熔覆原位合成技术,在预置N i涂层的45钢表面原位自生碳化钨陶瓷。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、显微硬度计等分析测试手段对碳化钨陶瓷增强相的组织形貌、物相组成、化学成分及力学性能等方面进行了研究。结果表明,熔覆区内的碳化物由过饱和固溶体共晶析出;涂层与基体间的结合为冶金结合;制备的表面复合材料的硬度高于基体,改性效果极为明显。     

原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料热、动力学的研究

采用铸渗复合原位反应技术制备TiC颗粒增强铁基复合材料,用SEM、XRD对复合材料的显微组织和物相组成进行观察分析,应用热、动力学原理对原位合成TiC的热、动力学过程进行了分析.热力学计算结果表明,在1138℃热处理能够原位合成TiC,体系中TiC优先于Fe3C和Fe2Ti形成,且在热力学上比Fe3C和Fe2Ti稳定.动力学分析结果表明,Ti-C反应受动力学过程控制,C的扩散是反应的控制步骤.     

Al-Zr-O-B体系原位合成颗粒增强铝基复合材料及其性能

研究了采用Al-Zr(CO3)2-KBF4组元通过熔体反应法原位合成颗粒增强铝基复合材料.X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析表明:内生增强相颗粒为ZrAl3、ZrB2和Al2O3,粒度为3～4μm,且在基体中弥散分布.复合材料的力学性能和干滑动磨损特性研究表明:在反应物加入量为0～20%(质量百分数)范围内时,复合材料的抗拉强度和屈服强度较纯铝基体明显提高,当反应物加入量为20%时,抗拉强度为150.3 MPa,屈服强度为113.7 MPa.当反应物加入量为5%时延伸率最佳为33%,属塑性断裂.复合材料的耐磨性较铝基体显著提高,当反应物加入量为10%时耐磨性最好.铝基体的磨损机制是粘着磨损,而(ZrAl3 ZrB2 Al2O3)p/Al复合材料的磨损机制是磨粒磨损.     

碳化钽颗粒原位增强铁基表面复合材料研究

利用铸造-热处理工艺原位反应生成了碳化钽颗粒增强铁基表面梯度复合材料。应用DSC、SEM和XRD等检测手段对该复合材料的反应温度、宏观组织、微观组织、矿物组成和微观硬度进行了确定和分析,并分析了该复合材料的形成过程和机理。结果表明:在1160℃保温1 h原位生成了碳化钽颗粒增强铁基表面复合材料,其表面梯度大致分为三层,分别是碳化钽纳米层、碳化钽微米层及碳化钽分散层;显微硬度值达到灰口铸铁的5.5～7.0倍,最大值为2123 HV0.02。初步机理分析认为,钽与碳之间的原位反应过程经过了溶解-扩散-原位反应-再扩散的过程。     

原位合成WC_p/W丝增强铁基复合材料的组织与性能

在1100℃和1150℃下,钨丝和灰口铸铁中的石墨相原位合成WC颗粒,该颗粒与未反应的钨丝协同增强灰口铸铁,得到铁基复合材料.通过SEM、XRD、EDS、微观硬度和干式销盘磨损测试等手段,对复合试样进行组织形貌观察及性能测试.结果表明,在1150℃时,原位合成的WC颗粒较大,其复合材料在小的载荷下耐磨性较好;而在1100℃时,原位合成的WC颗粒细小,其复合材料在大的载荷下耐磨性较好.合成反应的机理受到反应物的扩散速度的影响.     

热处理在原位合成铁基复合材料中的应用现状

由于力学性能优良,原位铁基复合材料可在铸态下直接应用。近年的研究表明,对铁基复合材料进行热处理亦可以改变其基体的组织,显著地提高其使用性能,满足多种场合下的使用要求。本文综述了目前热处理技术在铁基复合材料中的应用现状和研究成果,论证了铁基复合材料热处理的可行性,并指出了其中存在的主要问题,明确了今后的研究方向。     

原位合成V8C7颗粒增强铁基复合材料组织与磨粒磨损性能研究

利用铸造复合热处理工艺制备V8C7颗粒增强铁基复合材料的磨损试样,用SEM、XRD观察了材料的组织形貌.在室温条件下,选用ML-100磨料磨损试验机,采用三氧化二铝磨料,研究了不同体积分数V8C7颗粒对V8C7增强铁基复合材料磨损性能的影响.结果表明,采用此工艺制备的V8C7增强铁基复合材料的耐磨性是灰铸铁的11.7倍;当V8C7颗粒体积分数逐渐增大时,V8C7颗粒增强铁基复合材料的相对耐磨性先增大后减小.     

粉末冶金合成TiC铁基复合材料的耐磨性研究

采用MM-200型磨损试验机、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对TiC-Fe基复合材料的耐磨性做了初步的分析研究.结果表明,在重载干滑动磨损条件下,该复合材料具有良好的耐磨性.     

原位合成WC颗粒与钨丝混杂增强铁基复合材料

通过对钨丝和灰口铸铁熔体组成的体系施加一定的电磁场,促使钨丝与熔体中的碳原子进行反应, 原位生成WC颗粒.利用SEM、EDS和XRD对复合材料的显微组织进行研究.结果表明:在电磁场频率为4 kHz,电流为15 A时, 原位合成的WC颗粒均匀地分散在钨丝周围,WC颗粒与未反应的钨丝共同组成混杂增强铁基复合材料.两体磨损试验结果表明:与对比试样相比,混杂增强铁基复合材料的耐磨性提高约2.5倍,这可归因于原位合成的WC颗粒硬度较高且弥散分布在基体中.     

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.     

原位合成V_8C_7颗粒增强铁基表面复合材料研究

采用铸造-热处理复合工艺制备V8C7颗粒增强铁基表面复合材料试样,并用SEM、XRD等方法,观察分析了其组织形貌,用TUKON2100型显微硬度计测量了其硬度,用ML-100磨料磨损试验机进行了不同载荷下的磨损试验。结果表明,所制备的V8C7颗粒增强铁基表面复合材料试样的最大显微硬度是2333HV0.05;在室温条件下,当载荷为15N时,其平均耐磨性约是灰铸铁的13倍,在很大程度上提高了铁基体的耐磨性能。     

原位合成TiCp颗粒增强铸铁材料的研究

研究了原位合成TiC颗粒增强HT200基铸铁复合材料的工艺、组织和性能,结果表明,在空气中以SHS方法于熔体中合成TiC的制备工艺方法可行性不高,而以Ti-Fe合金形成在熔体中原位合成法可行,原位合成的TiC颗粒细化了材料的组织,减小了珠光体片层间距和石墨长度,改变了石墨形态,从而使材料的强度和硬度大幅提高,磨损试验结果亦显示,TiC颗粒的加入明显地提高了材料的耐磨损性能。     

原位合成ZrC颗粒增强锆基非晶复合材料及力学性能

利用zr与TiC粉末之间的原位反应经铜模铸造方法制备了zrC颗粒增强zr41Til4Cul2.5Ni10Be22．5块状非晶复合材料结果表明：原位合成的ZrC颗粒尺寸细小、形状规整并均匀地分布在非晶基体上．与锆非晶合金相比，复合材料的压缩强度得到提高，塑性得到改善．对ZrC颗粒原位合成及强化机理进行了讨论．     

摩擦参数对镁基复合材料磨损性能的影响

研究了采用原位法制备的Mg2Si/AM60复合材料的微观组织及其磨损性能.结果表明,该复合材料硬度增加,其磨损量随之减小,磨损性能得到显著加强；该复合材料的磨损量随外加载荷增大而持续增加,与基体相比,Mg2Si/AM60复合材料推迟了微量磨损向严重磨损的转变.     

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料的微观结构与力学性能

利用钛与Ｂ４Ｃ之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔钐工艺原位合成制备了ＴｉＣ、ＴｉＢ增强的钛基复合材料。光学金相、ＥＰＭＡ、ＴＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明：存在匠两种不同形状的增强体,即短纤维状ＴｉＢ晶须和等轴、近似等轴状ＴｉＣ粒子。ＴｉＢ、Ｔｉ基体界面洁净,没有明显的界面反应,而ＴｉＣ、Ｔｉ基体界面有非化学配比的ＴｉＣ过度层存在。由于增强体承受载荷,基体合金晶粒细化以及高密度位错的存在,制备钛基