Mo_2FeB_2基金属陶瓷烧结过程中显微组织和力学性能的变化

采用真空烧结法制备了Mo2FeB2基金属陶瓷。运用XRD、SEM、EDS研究了Mo2FeB2基金属陶瓷的烧结过程中显微组织的变化并测试了不同烧结温度下所得金属陶瓷材料的力学性能。实验结果表明:进入L1液相(奥氏体+Fe2B)烧结阶段后,金属陶瓷由于颗粒重排致密度大幅度提高,但溶解-析出过程进行得较缓慢,晶粒基本没有长大。提高烧结温度至L2液相(奥氏体+L1+Mo2FeB2)生成后,由于溶解-析出过程明显加剧,晶粒长大趋势明显,但致密化程度进一步提高。当烧结温度达到1280℃,保温时间为40min时,烧结体接近完全致密,所得材料组织均匀具有较佳力学性能。     

Mo_2FeB_2基金属陶瓷的相变及其显微组织演变研究Ⅰ:相变

本文运用XRD和DSC等研究了Mo2FeB2基金属陶瓷在不同烧结温度下的相变规律。结果表明:Mo2FeB2基金属陶瓷随烧结温度的升高依次有Fe2B相、Mo2FeB2相、共晶液相L1(γ-Fe+Fe2B)和液相L2(γ-Fe+L1+Mo2FeB2)的生成,其中Mo2FeB2相由Mo与Fe2B的固相反应合成,Mo与FeB反应合成Mo2FeB2相的可能性较小。在固相烧结过程中,由于反应合成的Mo2FeB2相的体积膨胀,金属陶瓷在固相烧结阶段相对密度增加有限。金属陶瓷在液相L1烧结阶段快速基本致密,表现出相对密度的突变,液相L2对金属陶瓷致密化无贡献。     

硬质相晶粒尺寸对MO2FeB2基金属陶瓷断裂韧性的影响

以Mo、Fe、FeB等为原材料,采用最高烧结温度（保温时间）分别为1170℃（0min）、1250℃（0min）以及1250oC（40min）的真空烧结工艺制备了硬质相晶粒尺寸不同的M02FeB：基金属陶瓷,所得烧结体的硬质相晶粒尺寸分别为1．12、1．31和1｜73wm。利用压痕法测定了M02FeB：基金属陶瓷的断裂韧性。结果表明：M02FeB：基金属陶瓷的断裂韧性随着硬质相晶粒尺寸的增加而增大,当晶粒尺寸从1．12μm增加到1．73μm时,Mo2FeB2基金属陶瓷的断裂韧性从11．4MPa·m^1/2增加到14．2MPa·m^1/2。随着硬质相晶粒尺寸增加,裂纹偏转增强,并出现裂纹桥联和晶粒拔出现象,导致裂纹扩展路径和能量消耗增大,从而提高了Mo2FeB2基金属陶瓷的断裂韧性。     

真空粉末烧结三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织与性能

研究了真空粉末烧结在45钢基体表面制备三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织和性能，论述了烧结工艺对覆层显微组织的影响，分析了覆层显微组织、显微硬度分布以及覆层与钢基体界面的形成特点。结果表明，含B、M0、Ni、Cr的原料粉末在1220℃～1250℃反应烧结，可获得1～3mm厚的三元硼化物（Mo2FeB2）基金属陶瓷覆层。该覆层由α粘结相＋Mo2FeB2硬质相组成，其组织致密，显微硬度为1200HV，覆层和钢基体通过Fe、B、Cr、Ni相互扩散渗透形成牢固的冶金结合。     

热处理对原位烧结合成Mo_2FeB_2陶瓷组织与性能的影响

用X射线衍射仪、扫描电镜、万能材料试验机研究了真空液相烧结制备的Mo2FeB2金属陶瓷热处理后的组织与性能。结果表明,真空液相烧结Mo2FeB2金属陶瓷主要由Mo2FeB2、MoB2、Fe2B相和铁基粘结相组成,经700～1000℃热处理后,MoB2、Fe2B相逐渐转化为Mo2FeB2相,并且Mo2FeB2晶粒细化,呈规则块状均匀分布在铁基粘结相中。Mo2FeB2金属陶瓷在700～1000℃范围内随热处理温度的升高,弯曲强度、断裂韧性与维氏硬度均增加,当热处理温度为1000℃时,其值分别达到1182.42MPa、13.59MPa·m1/2、9.114GPa,与未处理试样相比,分别增加了5.4%、6.0%、7.0%。     

反应烧结三元硼化物金属陶瓷覆层的组织与性能

研究了用反应烧结法在W18Cr4V钢表面制备的Mo2FeB2硼化物金属陶瓷覆层的组织及性能,分析了烧结覆层与基体界面的形成特点、烧结覆层的显微硬度分布以及耐磨性能.结果表明,在1220～1240℃反应烧结,获得1～3 mm厚的硼化物金属陶瓷覆层,该烧结覆层和基体之间产生牢固的冶金结合,其显微硬度达到1200HV0.1,具有良好的耐磨性能.     

烧结气氛对Mo_2FeB_2基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

本文运用XRD和SEM等对比研究了烧结气氛对Mo2FeB2基金属陶瓷相组成、显微组织和力学性能的影响。结果表明,当烧结温度为1250℃,保温时间为40min时,真空烧结后,金属陶瓷可获得较均匀的显微组织和较佳的力学性能,抗弯强度为1774MPa,硬度为90.4HRA;氩气气氛烧结时,由于碳不能完全除去粉末颗粒表面和B2O3中的氧,降低了烧结过程中液相对硬质相颗粒的润湿性,从而导致金属陶瓷的力学性能明显降低;氮气气氛烧结时,粘结相Fe与氮气发生反应生成了Fe3N,导致烧结过程中没有出现液相,未能得到致密的烧结体。     

Mo_2FeB_2基金属陶瓷的相变及其显微组织演变研究Ⅱ:组织演变

本文运用XRD和SEM等研究了不同烧结温度和保温时间下Mo2FeB2基金属陶瓷显微组织演变规律。结果表明:Mo2FeB2硬质相在固相烧结阶段生成,其颗粒形貌为等轴状。在液相烧结过程中随烧结温度的升高,粘结相团聚程度逐渐降低,组织逐渐均匀;同时硬质相颗粒柱状生长,粘结相中Mo元素固溶量增加。高温保温过程中,部分硬质相颗粒出现异常长大,异常长大的大颗粒总是伴随着颗粒合并。     

H13钢表面粉末烧结金属陶瓷覆层的组织及性能

研究了真空粉末烧结法在H13钢表面上制备三元硼化物基金属陶瓷覆层的组织及性能，论述了烧结工艺对覆层显微组织的影响，分析了覆层与钢基底界面形成特点、覆层的微观硬度分布。结果表明，在1220～1250℃下反应烧结，可获得厚度为1～3mm的三元硼化物（Mo2FeB2）基金属陶瓷覆层，覆层和钢基底通过Fe、B、Cr、Ni、V、Mo相互扩散渗透产生牢固结合，硬度达到1200HV，有利于提高钢的耐磨性能。     

Mn对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和力学性能的影响

以Mo、Fe、FeB和Mn等为原料,采用反应烧结法制备Mo2FeB2基金属陶瓷.利用SEM、EDS和XRD等技术对金属陶瓷显微组织、物相和微区合金元素进行分析,并采用固体与分子经验电子理论研究Mn对脆性第三相以及粘接相对硬质相润湿性的影响.结果表明:添加少量Mn使第三相各键的共价电子对数nα均得到提高,从而改善其脆性;同时Mn也降低液相形成温度,提高粘结相对硬质相的润湿性.因此,Mo2FeB2基金属陶瓷具有较好的力学性能.     

反应火焰喷涂Mo-FeB-Fe系金属陶瓷涂层的制备及性能

以Mo粉、FeB合金粉、Fe粉为原料,将混合粉末在900℃下真空热处理2h,破碎,过75μm筛制备喷涂喂料;采用反应火焰喷涂技术在Q235钢表面制备Mo2FeB2金属陶瓷涂层。将反应热喷涂制备的涂层在真空炉中1000℃下热处理5h,测试涂层的性能。结果表明：在室温球磨15h后粉体中有Fe2B生成,在900℃下烧结后破碎的喷涂粉末中有部分三元硼化物（Mo2FeB2）生成;涂层由占主体的Mo2FeB2和α-Fe相和少量Fe2O3、FeO相及气孔组成。在涂层和基体的结合面处,存在由高硬度涂层到低硬度钢基体的过渡区;涂层和基体的结合强度为32.73MPa,抗热震次数可以达到43次左右,耐磨性比钢基体提高5.28倍;涂层经过1000℃真空扩散热处理后,具有更加优异的力学性能。     

Cr_3C_2对纳米TiN改性Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了添加0%～2.5%（质量分数）晶粒长大抑制剂Cr3C2对纳米TiN改性的Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明,添加Cr3C2后,Ti（C,N）基金属陶瓷的晶粒显著细化,抗弯强度也得到提高。Cr3C2添加量为1%时,抗弯强度达到最大值1407 MPa;添加适量Cr3C2可提高材料的硬度和断裂韧度,添加量为1.5%时,维氏硬度达到最大值15.8 GPa,添加量为1%时,断裂韧度达到最大值10.7 MPa.m1/2。     

Ti(C,N)基金属陶瓷的芯-壳显微结构与性能研究

以TiC、TiN为原料,Ni、Co为粘结剂,WC、Mo2C、TaC、C、Cr3C2为添加剂,采用真空热压烧结工艺制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料。借助于SEM、EDS和XRD分别分析其显微结构、组成和物相,并测试其性能。结果表明:按配方(质量分数,%):TiC:41.2,TiN:10,Ni:7,Co:7,Mo2C:12,WC:15,TaC:6,Cr2C3:0.8,C:1配料,在1450℃,30MPa热压制得的试样晶粒细小,具有完整的芯-壳显微结构。其主要性能为:相对密度99.12%,维氏硬度22.74GPa,断裂韧性10.1MPa·m1/2,抗弯强度1192.83MPa。     

H13钢表面放电等离子烧结制备三元硼化物基金属陶瓷覆层

以钼粉、铁粉、硼铁粉等为主要原料,采用放电等离子烧结技术在H13钢基体表面快速制备三元硼化物基金属陶瓷覆层,对烧结致密化过程进行了分析,并利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计等分别观察了覆层和界面结合区的组织形貌,分析了覆层的物相组成,测试了微观硬度.结果表明,三元硼化物基金属陶瓷覆层内部组织结构致密,主要由Mo_2FeB_2硬质相和α-Fe粘结相组成,显微硬度达1400HV,覆层与钢基体的结合处没有清晰的结合界面,而是存在一个具有一定厚度的过渡层.