细晶粒TiCN-Co金属陶瓷的显微结构与力学性能

采用纳米TiN、亚微米TiC和Mo等原材料,以金属Co作为粘结剂,利用真空烧结技术制备了细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷材料,研究了所得金属陶瓷的显微结构和力学性能.结果显示:金属陶瓷的组织中有黑芯.灰壳结构和白芯.灰壳结构;Mo的加入使金属陶瓷的显微组织细化,当Mo的加入量为15%时,硬质相颗粒粒径小于lyre;15%的Mo加入量所得的细晶粒金属陶瓷与未加入Mo的金属陶瓷比较,其抗弯强度增加,硬度变化不明显,密度和断裂韧性降低.     

原始粉末粒度组合对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了TiC和TiN在不同粒度组合下,Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能。利用SEM、XRD等分析手段对所制备的金属陶瓷进行分析。结果表明,采用微米级TiC和纳米级TiN粒度组合得到的Ti(C,N)基金属陶瓷综合力学性能最好。其抗弯强度达到了1 052.8 MPa,断裂韧性达到了9.3 MPa·m1/2。     

TiC粉末粒度对Ti（C,N）基金属陶瓷组织及性能的影响

通过采用真空烧结工艺的粉末冶金法制备了两组不同TiC粒度的Ti（C,N）基金属陶瓷材料。采用XRD、SEM、EDS研究了相结构和显微组织,测定了室温力学性能。结果表明,用纳米TiC粉末制备的金属陶瓷组织细小均匀,抗弯强度、硬度均较高,分别达1021.5 MPa和17.7 GPa（HV10）。     

反应等离子喷涂TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层的显微组织

采用前驱体碳化复合技术制备Ti-Fe-Ni-C系粉末,并通过反应等离子喷涂技术（RPS）原位合成并沉积了TiC/Fe-Ni基金属陶瓷复合涂层。利用XRD、SEM和EDS研究复合粉末和涂层的成分、组织结构,考察复合粉末的TiC含量及复合粉末粒度对涂层组织结构的影响。结果表明：采用前驱体碳化复合技术制备的反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;TiC/Fe-Ni复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于晶粒内部而形成的晶内型复合强化片层叠加而成,基体主要为（Fe、Ni）固溶体,TiC颗粒呈纳米级;涂层TiC含量较高时,纳米级TiC颗粒弥散分布更均匀;喷涂粉末粒度较大时,片层厚度较大,孔隙率较高。     

高能球磨制备Ti(C,N)基金属陶瓷硬质相超微粉

对Ti(C,N)基金属陶瓷硬质相TiC、TiN、WC原料粉在不同球料比、不同球磨时间试验条件下进行高能球磨,探讨了TiC、TiN、WC粉体的高能球磨超细化机理和球磨行为特征。试验表明随球料比和球磨时间的增加,TiC、TiN、WC粉体得到细化,但达到一个极小值后细化趋于稳定。利用沉降法测试粉末粒度分布并在扫描电镜下观察粉末的形貌和粒度,发现在10∶1球料比下球磨96h后可以有效制备得颗粒粒度为0.20μm的金属陶瓷硬质相超微粉。     

改性纳米TiN粉末对ZGMn18Cr2微观组织和力学性能的影响

在生产条件下,采用氩气吹入法制备了改性纳米TiN粉末强化ZGMn18Cr2样品.研究了不同纳米TiN添加量对ZGMn18Cr2样品显微组织和力学性能的影响.结果表明:经改性纳米TiN粉末强化处理后的超高锰钢的组织明显细化;当TiN加入量为0.03％时,硬度和冲击吸收功分别提高了6.0％和14％.SEM和TEM分析表明,TiN以微米级和纳米级的颗粒存在于奥氏体基体中,起到了细化晶粒,强韧化基体的作用.     

钼含量对Ti（C，N）-Co金属陶瓷抗热震性能的影响

采用真空烧结工艺,以纳米TiN、亚微米TiC等陶瓷粉体作原材料,以金属钴作粘结剂,并添加不同含量钼,制备了Ti（C,N）-Co金属陶瓷。采用扫描电镜研究了Ti（C,N）-Co金属陶瓷的组织,测量了力学性能,采用压痕．急冷法研究了抗热震性能。结果表明,随着热震温度的升高和热循环次数的增加,金属陶瓷中的裂纹增长;钼含量较低的Ti（C,N）-Co金属陶瓷抗热震性能较好。     

压铸模具用复合金属陶瓷模具材料的研究

以微米TiC、TiN为主要原料,以纳米Y-ZrO2作为增强相,以微米Mo和Ni作为粘结相及微米C(石墨)和VC作为添加剂,采用热压烧成工艺来制备复合金属陶瓷模具材料。测试和分析了烧成样品的抗弯强度、硬度以及断裂韧性等性能,采用现代材料测试手段对烧成样品的显微结构进行了分析。结果表明,当TiC添加量(质量分数)为50.9%,TiN为22.5%、Y-ZrO2为5%时,所制备复合金属陶瓷模具材料性能最佳,相对密度值为97%,抗弯强度为1026 MPa,硬度为16.54 GPa,断裂韧性为9.86 MPa·m1/2。显微结构分析显示,样品微观晶粒形貌较致密,分布均匀。     

纳米TiN粉末强化ZGMn13微观组织和力学性能的研究

采用氩气吹人法制备纳米TiN粉末强化ZGMn13样品,研究了纳米TiN对ZGMn13显微组织和力学性能的影响.结果表明,经纳米TiN粉末强化处理后的高锰钢的组织明显细化,力学性能明显提高.透射形貌分析和衍射花样标定得出:纳米级TiN以0.5916％的错配度存在于基体中,可作为异质形核剂细化高锰钢晶粒,强化基体,并分析了纳米TiN在高锰钢中的作用机理.     

纳米TiN改性Ti（C, N）基金属陶瓷的组织和性能

采用真空烧结法制备纳米TiN改性的Ti（C, N）基金属陶瓷,研究不同金属相对纳米改性Ti（C, N）基金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明：除经典的黑芯/灰壳组织外,添加纳米TiN的金属陶瓷在黑芯内还出现灰芯结构;纳米TiN主要分布在陶瓷相颗粒的晶界处;相对于未添加纳米TiN的金属陶瓷,添加纳米TiN粉末能明显提高金属陶瓷的抗弯强度、硬度与断裂韧性;对纳米TiN改性的金属陶瓷而言,金属相Ni能提供更好的抗弯强度与断裂韧性,而金属相Co则能带来更高的硬度。     

ZrC含量对TiC基金属陶瓷组织和性能的影响

真空烧结制备了TiC-ZrC-Co-Ni系金属陶瓷,研究了ZrC对TiC基金属陶瓷显微组织和室温力学性能的影响。结果表明:未加ZrC的TiC基金属陶瓷的显微组织表现为经典的黑芯-灰壳组织,硬质相形状多为球形;而加入ZrC后的金属陶瓷随着ZrC加入量的增多,组织逐渐细化,硬质相形状大多数为方形,硬质相与粘结相界面呈现直线,在黑芯周围出现白色球状(Ti,Zr)C固溶体。由于Co、Ni对ZrC的润湿性不理想,金属陶瓷的致密度随着ZrC含量的增加而下降,室温力学性能(抗弯强度、硬度、断裂韧性)也随之降低。     

Ni-Ti合金对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金方法真空烧结制备了添加Ni-Ti形状记忆合金的Ti(C,N)-Co系金属陶瓷,研究了Ni-Ti合金对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:未加Ni-Ti合金的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织表现为经典的黑芯-灰壳组织,陶瓷相多为球形;而加入Ni-Ti后的金属陶瓷随着Ni-Ti加入量的增多,组织逐渐细化,出现了多边形的陶瓷相,陶瓷相与粘结相的界面呈现直线关系。同时,金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性随着Ni-Ti合金加入量的增多有明显的提高,而硬度基本保持不变;Ni-Ti合金的加入量为15wt%时金属陶瓷获得最好的力学性能。     

Ti(C,N)基金属陶瓷断口形貌及增韧机理

采用真空烧结工艺制备Ti(C,N)基金属陶瓷,测定了材料的力学性能。结果表明,其力学性能与未加纳米粉的金属陶瓷相比,硬度略有升高,但横向断裂韧性提高了近一倍。断口形貌和微观组织分析表明:金属陶瓷的断口形貌与其强韧性有着密切的关系。纳米粉的加入降低了原始粉末的平均粒度,使得金属陶瓷硬质相的粒度降低,减小了晶粒间的平均自由程。镶嵌于大颗粒环形相和弥散分布于粘结相中的细小硬质相颗粒,对裂纹的形成和扩展起到阻碍作用,会使金属陶瓷因裂纹扩展途径发生偏转而增韧。     

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。     

热等静压处理对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

用真空预烧及热等静压处理制备了Ti(C,N)基金属陶瓷。用SEM、TEM、EDX等研究了经热等静压处理后金属陶瓷的显微组织特点。同时研究了真空预烧温度对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响规律。结果表明:经热等静压处理后,材料仍然具有芯-壳结构,只是在Rim相中靠近硬质相那一侧不同程度地出现白色细小的析出物。热等静压过程中液相颗粒被重新析出的Rim相包裹是白色析出物出现的原因。当热等静压处理温度高达1450℃时,白色析出物会明显增多,大量白色析出物的出现使材料的机械性能降低。当真空预烧温度为1410℃时,经热等静压处理后,使材料的组织均匀,晶粒显著细化,且白色析出物很少,因而使材料的机械性能得到较大的提高。     

Influence of WC addition on the microstructure and mechanical properties of NbC–Co cermets

NbC–24.5 wt.% Co cermets with up to 30 wt.% WC were obtained by solid state hot pressing at 1300 °C under a pressure of 45 MPa for 10 min and pressureless liquid phase sintering at 1360 °C for 60 min. The effect of WC addition on the microstructure and mechanical properties of NbC–Co based cermets was investigated. The hot pressed cermets exhibited interconnected and irregular niobium carbide (NbC) or (Nb,W)C grains, whereas the shape of the NbC grains changed from faceted with rounded corners to spherical, as the WC content increased in the pressureless sintered cermets. The undissolved WC increased with increasing WC addition. A clear core/rim structure was observed in the hot pressed cermets with 10–30 wt.% WC additions, whereas this structure was gradually eliminated when pressureless sintering. The hardness remains nearly constant whereas the fracture toughness slightly increases with increasing WC addition. The dissolution of WC in the Co binder and NbC grains, as well as the formation of a solid solution (Nb,W)C phase were supported by thermodynamic calculations.     

VC/Cr_3C_2对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响(英文)

研究VC/Cr3C2对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。利用光学显微镜、X射线衍射仪和扫描电镜结合能谱仪研究微观组织。测试横向断裂强度、硬度和断裂韧性等力学性能。结果表明:微观组织中存在"黑芯-灰壳"和"白芯-灰壳"结构;由于添加VC/Cr3C2,硬质相晶粒变细,添加0.75VC/0.25Cr3C2的金属陶瓷晶粒细化最明显;黑芯随着VC添加量的增加而变细,壳随着Cr3C2添加量的减少而变厚;孔隙率随着VC/Cr3C2中VC的量增加而增大;横向断裂强度和硬度均升高,并且均在添加0.25VC/0.75Cr3C2时达到最大值;按适当的VC和Cr3C2添加量比例添加VC/Cr3C2可以有效地使断裂韧性升高,并在添加0.5VC/0.5Cr3C2时取得最大值。     

冷却方式对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

采用真空烧结工艺制备微米级Ti(C,N)基金属陶瓷。通过XRD、SEM等研究了液相烧结后,冷却方式对微米级Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织、力学性能的影响。试验结果表明,烧结后随炉冷却,烧结体可获得较均匀的显微组织,且环形相完整且厚度适中;冷却时,在液相阶段增加保温台阶,晶粒有所长大且有发生团聚现象发生,环形相变厚,导致材料的力学性能下降。微米级Ti(C,N)基金属陶瓷烧结后合适的冷却方式为无保温、随炉冷却。     

铣削刀片用纳米改性金属陶瓷的显微组织和力学性能

研究了铣削刀片用纳米改性金属陶瓷的显微组织与力学性能。SEM观察结果表明,铣削刀片用纳米改性金属陶瓷组织仍由陶瓷相和金属相组成,其中粗大的陶瓷相颗粒为芯/壳结构;Mo元素添加能有效细化金属陶瓷陶瓷基体组织。抗弯测试表明,随金属相含量增加,金属陶瓷的抗弯强度和断裂韧性增加,而硬度则降低;断口分析可知,沿晶断裂为其主要的断裂方式。     

原始粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷组织及力学性能的影响

对比研究了由不同粒度原始粉末制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的组织及力学性能。研究发现,粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷材料的显微组织及力学性能有重大的影响。本论文对产生这些影响的原因进行了探讨。