预合金化的原材料对（Ti、W）（C、N）—Co金属陶瓷显微结构的影响

用X－射线衍射仪、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和分析电子显微镜（AEM）研究TiC TiN WC、Ti(C、N）＋WC、（Ti、W）C TiN和(Ti、W)(C、N）不同混合粉末所制造的4种合金。由这种二元混合粉末制备的合金晶粒度比其它合金的要小，但其显微结构不如其它合金的均匀。用WC制造的合金具有核心成份为Ti(C、N）或富钨相，环绕核心的环结特征。热力学计算表明他们是在低氮活性下于900℃的固相烧结过程中形成的。外环的成份与1450℃的液相烧结时的平衡计算是一致的。     

Ta对（Fi,Ta,W）（C,N）—Co金属陶瓷的结构和机械性能的影响

研究了Ta对（Ti,Ta,W)(C,W)-Co金属陶瓷的结构和机械性能的影响。用常规的粉末冶金方法制备了各种标称成份的一系列合金，对合金特性进行了描述，并对其在金属切削中的行为进行了评述。发现了Ta改善了此类金属陶瓷的抗塑性变形（PD）能力。将系列合金结合起来，此种改善的几种解释可以被否定。发现塑性变形是由晶界的滑移所造成。确信Ta影响了金属陶瓷体系的界面能，产生了一个极强的硬质相骨架，它抑制了晶界的滑移。     

分形几何与Ti（C,N）基金属陶瓷的断裂

本文介绍了分形维数及其在材料断裂科学中的某些应用，用扫描电镜观察了大量金属陶瓷断口，用图象仪测量了断口的分形维数，研究了金属陶瓷在室温三点弯曲条件下，断裂表面的分形维数与横向断裂强度以及微观组织之间的关系。实验结果表明，横向断裂强度σｂｂ的对数值随分形维数ＤＦ增加呈单调上升的直线关系，显微组织的变化对分形维数有重要影响，分形维数与断裂机制之间存在一定的对应关系。     

Ti（C, N）基金属陶瓷刀具的高速切削性能与磨损机理

使用不同C与N摩尔比的Ti（C, N）固溶体粉末作为基体材料,采用真空烧结工艺研制两种Ti（C, N）基金属陶瓷刀片试样,并考察两种刀片试样和日本住友T1200A在不同的切削速度下干式车削20CrMn工件的切削性能。利用扫描电子显微镜分析刀具前、后刀面的磨损形态和显微结构,阐述Ti（C, N）基金属陶瓷刀具高速切削磨损机理。结果表明：高速切削时Ti（C, N）基金属陶瓷刀具的主要磨损形式是粘结、氧化和扩散磨损;减小Ti（C, N）固溶体中C与N的比值可改善Ti（C, N）基金属陶瓷刀具的耐磨性。     

Ti（C,N）基金属陶瓷的相界面过渡层

对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷的相界面过渡层进行了系统的研究．实验结果表明：金属陶瓷中Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）硬质相周边存在明显的包覆层组织，它是一种过渡相；Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）／Ｎｉ相界面没有固定的取向关系；Ｗ，Ｍｏ元素主要富集于相界面，且Ｔｉ，Ｎｉ，Ｗ，Ｍｏ元素在相界面具有成分梯度高分辨电镜观察发现，相界面过渡层厚约８－１０ｎｍ并由纳米晶组成．这种过渡层是金属陶瓷的一种比较理想的相界面结构．     

Co含量对（WC—Co／NiCrBSi）复合钎焊涂层耐磨性的影响

采用真空钎焊技术,将ＷＣ－Ｃｏ硬质合金粉和ｉＣｒＢＳｉ（ＡＷＳ ＢＮｉ－２）合金粉钎焊到４５＃钢表面,得到（ＷＣ－Ｃｏ／ｎｉＣｒＢＳｉ）复合钎焊涂层。在不同钎焊工艺下,涂层自身 和层／基体间的拉伸结合强度分别达（１００－１４０）ＭＰａ和（３００－３６０）ＭＰａ。研究了Ｃｏ含量对（ＷＣ－Ｃｏ／ＮｉＣｒＢＳｉ）复合涂层磨损性能的影响。实验结果表明（ＷＣ－Ｃｏ／ＮｉＣｒＢＳｉ）复合涂层磨损性能高于同配比     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀片切削性能的研究

：对Ti（CN）基金属陶瓷在金属切削过程中的耐磨性、抗冲击性能以及切削力进行了系统的试验，并与涂层硬质合金和WC基非涂层合金进行了切削对经试验研究。     

40%Ni—Ti（C,N）金属陶瓷热冲击疲劳的研究

对４０％Ｎｉ－Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）金属陶瓷在热冲击条件下缺口试样裂纹的形成及扩展进行了研究。结果表明,裂纹的形成存在孕育期,且随循环温度的升高,孕育期缩短,扩展速率增加;裂纹的形成与组织中陶瓷相／金属相界面微孔洞的形成有关。扫描电镜观察发现,断口形貌中存在着疲劳条纹,断裂沿陶瓷相／金属相界面及金属相中进行     

烧结温度对(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷组织结构和性能的影响

以(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料为研究对象,研究烧结温度对金属陶瓷的成分、微观组织和力学性能的影响,初步探讨成分、微观组织与材料强度的关系.结果 表明:烧结温度对(Ti,W,Mo,Nb)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷组织特征有显著的影响;合金的总碳含量随着烧结温度的提高而降低,当...     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削加工有限元模拟

介绍了本课题组研制的一种新的刀具材料--T(iC,N)基金属陶瓷的成分组成及其力学性能;基于大变形-大应变理论、增量理论以及更新拉格朗日算法、采用几何断裂分离准则,建立了二维弹塑性金属正交切削有限元模型,对金属正交切削过程进行了数值模拟;改变刀具前角,得出在不同的刀具前角下T(iC,N)基金属陶瓷刀具在正交切削过程中切削力以及刀具后刀面等效应力变化;分析了切削力、刀具表面等效应力对刀具磨损的影响;模拟结果与相关研究的实验数据吻合。本文的研究为后期研制新的刀具材料提供了理论依据,降低实验成本。     

(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷的烧结致密化过程研究

本文研究了(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷材料烧结致密化过程、烧结过程中金属陶瓷的成分、组织结构和性能的变化,初步探讨烧结工艺控制对成分、组织结构和性能的影响。研究结果表明：(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷致密化过程中,合金因烧结而引起的质量损失在液相出现前的固相烧结阶段基本结束;而1340℃以后,由于液相的出现,合金的体积收缩和密度急剧上升。烧结过程中氮含量的变化趋势与合金磁性能的变化趋势一致,金属陶瓷合金成分中氮含量的变化对合金固溶体的形成有显著的影响。在1490℃烧结温度下,(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)金属陶瓷的综合力学性能最佳,而通过合适的N₂分压烧结工艺,可以实现对(Ti,W,Mo,Ta,Nb,Zr)(C,N)-(Co,Ni)基金属陶瓷强韧性的进一步提升。     

Ni粘结的Ti（C,N）金属陶瓷的横向断裂强度与断口的分形分析

以分维几何学为基础，建立了断口二次电子像的分维Ｂｒｏｗｎｉａｎ模型，提出了以图像处理系统为手段的断口形貌的分维测量方法，研究了Ｎｉ粘结的Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）金属陶瓷在三点弯曲条件下，断裂表面的分形维数与横与断裂强度与显微组织之间的关系，建立了金属陶瓷的微观断裂的Ｆｒａｃｔａｌ模型，给出断口分形维数的计算表达式，实验结果表明，横向断裂强度的对数值ｌｇσｂｂ随分形维数ＤＦ增加呈单调上的直线关系；显微组织的对     

微米／纳米Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的研制

系统研究了添加纳米级Al2O3的含量对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果表明:纳米Al2O3的添加可大幅提高Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能,特别是硬度和断裂韧性明显提高,克服了Ti(C,N)基金属陶瓷硬度较低的缺点,扩大了其应用范围。通过对微观结构观察和分析,可以看出,纳米Al2O3的添加细化了基体的晶粒,主要断裂模式为穿晶断裂,晶粒的细化和断裂模式的改变是材料力学性能提高的主要原因。     

Ti（C,N）基金属陶瓷的抗热冲击性能

对Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷的热冲击性能进行了研究。结果表明，热冲击图（σｒｂ－ｔ图）存在一个突变点，即当ｔ＞４００℃时，σｒｂ急剧下降。扫描电镜观察表明，试样表面存在裂纹，在试样的亚表层下存在孔洞。从而探讨了微孔洞的形成机理。     

基于机械合金化法制备（Ti，W）C—Ni金属陶瓷的组织与性能

以Ti、W、C的元素粉末为原料,通过机械合金化法制备了（Ti,W）C固溶体粉末,结果表明：目标成分为（Ti0.95,W0.05）C、（Ti0.9,W0.1）C和（Ti0.85,W0.15）C的混合粉末经高能球磨后有（Ti,W）C固溶体生成,目标成分为（Ti0.8,W0.2）C的混合粉末经球磨后没有反应发生,X射线衍射图仍然为各组分的单质峰。将经8h球磨得到的目标成分为（Ti0.95,W0.05）C和（Ti0.09,W0.1）C的固溶体粉末与20wt％的Ni粉进行混和,压制成型后在1450℃下烧结1h,得到的金属陶瓷的硬度和抗弯强度分别为88HRA,1636MPa和88．7HRA,1693MPa。两种成分的金属陶瓷的显微组织中均含有“白芯-灰环”结构、“黑芯-灰环”结构以及无芯-环结构的陶瓷晶粒。与钨含量较低的样品相比,钨含量较高的样品的晶粒尺寸以及“黑芯-灰环”结构中黑色芯相的尺寸较小,同时具有无芯结构和“白芯-灰环”结构的晶粒数目较多。     

电火花沉积Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层的组织及性能研究

目的提高H13模具钢的表面耐磨性,探索金属陶瓷涂层的应用。方法分别用Ti(C,N)基金属陶瓷棒和纯镍棒作为电极,氩气为保护气体,在H13钢表面电火花沉积制备Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层。使用X射线衍射仪对涂层的相组成进行了分析,并用扫描电子显微镜及能谱仪观察涂层的微观结构和元素分布情况,采用显微硬度计和CSM球盘式摩擦计对涂层的显微硬度和不同载荷下的耐磨性进行测试。结果涂层表面为单脉冲沉积斑点堆积而成的溅射状形貌,Fe和Ti元素整体上呈现出分区富集的特征,强化层主要物相包括TiC(0.7)N(0.3)、Ni(17)W3、Ni-Cr-Co-Mo和Fe3Ni2。涂层截面组织均匀,缺陷较少,厚度约为31μm,Fe、Ti和Ni元素均在界面处发生扩散,形成了良好的冶金结合,过渡层与基体相互混合,呈现出机械式的咬合结构。涂层的显微硬度实测最高值达1420HV,约为基体的5.4倍。涂层具有比基体更低的摩擦系数,且30 min内的磨损质量损失仅为基体的1/2,涂层磨损机理主要为粘着磨损和轻微的磨粒磨损。结论在H13钢表面电火花沉积制备的Ni/Ti(C,N)金属陶瓷复合涂层可提高其表面的硬度、耐磨性,且具有一定减摩性,可以起到延长模具寿命的作用。     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的切削性能

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺制备纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和功能梯度可转位刀片,并对刀片的切削性能进行分析。结果表明:切削正火态45#钢、淬火态45#钢和奥氏体不锈钢时,与YT15、YG8、TN20相比,制备的刀具皆表现出较优的切削性能和较高的耐磨性,表面经氮化处理后,刀具的表面硬度提高了HRA2.2,大幅度提高了刀具的抗热冲击性能。具有梯度结构的金属陶瓷刀片切削正火钢、铸铁和不锈钢时的切削性能比无梯度结构金属陶瓷刀片的切削性能优良,具有更高的耐磨性。