原位反应VCp/Fe复合材料在冲击磨料磨损条件下耐磨性的研究

研究了原位反应VCP／Fe复合材料在冲击磨料条件下的耐磨性与VC增强颗粒体积分数、分布密度的关系．并利用SEM和光镜观察分析了复合材料的组织及磨损形貌。结果表明，随着VC颗粒在复合材料中的体积分数及分布密度的增大．复合材料的耐磨性提高。在冲击磨料条件下，VCP／Fe复合材料磨损主要是受显微犁削与显微切削的作用。     

TiC硬质合金颗粒复合耐磨材料的研究

用钨极氩孤堆焊获得含有TiC硬质合金颗粒及金属基体成分不同的两种复合耐磨材料。研究了两种材料的显微组织、相组成并测定了材料的宏观及显微硬度，用三种硬度不同的磨料测定了两种材料的磨料磨损耐磨性并分析了其磨损特点。结果表明，材料的耐磨性明显地受到其中TiC硬质合金颗粒的含量、金属基体的成分组织和硬度以及磨料的硬度的影响。当磨料一定时，随着TiC颗粒含量及金属基体硬度的提高，材料的耐磨性明显地提高，当磨料硬度提高时，材料的耐磨性则明显下降。金属基体的磨损主要是显微切削及显微犁沟，而TiC颗粒则是以显微脆断方式产生磨损。     

TiC增强高锰钢基复合材料的组织与磨料磨损性能

采用凝固析出方法制备了不同体积分数TiC增强的高锰钢基复合材料,系统研究了复合材料的显微组织和磨料磨损性能。热处理后,复合材料由奥氏体和TiC两相组成,TiC颗粒均匀分布在高锰钢基体中,颗粒与基体界面清洁。磨料磨损实验表明,TiC颗粒的引入提高了复合材料耐磨性能。然而,复合材料的耐磨损性能随着TiC体积分数的增加而降低。研究结果表明,随着TiC体积分数的提高,陶瓷颗粒尺寸增大且部分形成团簇,陶瓷颗粒在磨损过程中发生破碎从而提高磨损率。     

熔铸-原位合成TiC/7075复合材料的拉伸和磨损性能

采用熔铸-原位合成法制备TiC/7075复合材料.结果显示,TiC颗粒以近球形为主,平均尺寸小于1.0 um.拉伸性能测试发现,复合材料的延伸率虽略有降低,但其拉伸强度和屈服强度较基体7075铝合金分别提高35.8%和42.2%,表明原位形成的TiC颗粒有效地强化了基体.摩擦磨损结果显示,在9.1 N载荷下质量分数为6%TiC/7075复合材料的耐磨性高于7075铝合金,而在35.8 N载荷下复合材料的耐磨性却低于7075铝合金.并分析了外加载荷对材料耐磨性的影响.     

新型铸造WC颗粒复合耐磨材料的研究

新型铸造WC颗粒复合耐磨材料中的金属基体采用多元合金化,用氧-乙炔焰进行堆焊。研究了该材料的显微组织和相组成并测定了材料的宏观硬度和显微硬度。在两种不同的磨损条件下,测定材料的磨料磨损耐磨性,并分析了其磨损机制,研究结果表明,新型铸造WC颗粒复合材料的金属基体组织细化了,其中含有一定量M7C3型碳化物,使金属基体具有较高硬度。在两种磨损条件下,新型复合材料的耐磨性均明显高于常用的D35－4及YZ－4材料的耐磨性,在两体磨料损磨时,金属基体的磨损方式主要是显微切削,铸造WC颗粒的磨损则是脆性显微剥落。     

TiC增强高锰钢基复合材料的组织与磨损性能

高锰钢是传统的耐磨材料。为进一步提升高锰钢的耐磨性能,使其能满足复杂工况的使用要求,本文采用凝固析出方法制备了不同体积分数TiC增强的高锰钢基复合材料,系统研究了复合材料的显微组织和磨料磨损性能。热处理后,复合材料由奥氏体和TiC两相组成,TiC颗粒均匀分布在高锰钢基体中,颗粒与基体界面清洁。磨料磨损实验表明,TiC颗粒的引入提高了复合材料耐磨性能。然而,复合材料的磨损性能随着TiC体积分数的增加而降低。研究表明这是因为随着TiC体积分数的提高,陶瓷粒径尺寸增大且部分形成团簇,陶瓷颗粒在磨损过程中发生破碎从而提高磨损率。     

Al_2O_3陶瓷增强高锰钢基复合材料耐磨性能的研究

通过高应力三体磨料磨损试验,对比研究Al_2O_3陶瓷增强高锰钢基复合材料和高锰钢的耐磨性能,采用SEM观察磨损试样的微观磨损形貌,并通过测试磨损试样亚表层显微硬度研究材料磨损硬化程度。研究结果表明,本试验条件下Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料中陶瓷颗粒与高锰钢基体没有成分过渡,界面处无明显裂缝,说明试样中虽然没有形成冶金结合,但是机械咬合紧密。高应力三体磨料磨损试验中,在3 kg和5 kg两种不同载荷下,Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料耐磨性优于高锰钢的耐磨性,而且随着磨损时间的延长,复合材料的相对耐磨性不断提高。在3 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.39倍,在5 kg载荷120 min磨损条件下复合材料的相对耐磨性是高锰钢的1.27倍,可见较低载荷下Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料相对耐磨性较高。亚表层显微硬度测试表明,高锰钢和Al_2O_3颗粒增强高锰钢基复合材料在相同磨损时间下,5 kg载荷下的磨损硬化效果高于3 kg载荷下的磨损硬化效果。同时,纯高锰钢的磨损硬化硬度值最高可达到HV 580,而复合材料在较高载荷下由于陶瓷颗粒的保护,其高锰钢基体磨损硬化效果没有纯高锰钢明显。     

原位TiC颗粒对7075铝合金组织和磨损特性的影响

采用原位反应近液相线铸造法制备具有不同原位TiC颗粒含量的TIC/7075铝合金复合材料,在不同干摩擦条件下测试了复合材料磨损特性,研究TiC原位颗粒对材料的组织及磨损性能的影响.结果表明,原位TiC颗粒对7075基体铝合金的铸态组织具有细化和球化作用,随着TiC颗粒含量的增加,复合材料的铸态组织由蔷薇状组织逐渐转变为等轴晶组织.在转速和压力相同的条件下,复合材料的磨损量随TiC颗粒含量的增加而降低,增强相TiC的加入显著提高了材料的磨损性能.     

原位反应TiC_p／Fe、VC_p／Fe复合材料的油润滑摩擦及干摩擦磨损性能研究

对复合材料TiCp／Fe、VCp／Fe的油润滑摩擦磨损性能及干摩擦磨损性能进行了研究,对比在不同条件下复合材料的耐磨性,以及在工况相同的条件下,对比原位反应铁基复合材料与正火45钢的耐磨性。实验结果表明,在有润滑的条件下,由于VC陶瓷颗粒、TiC陶瓷颗粒对复合材料基体的增强作用,复合材料的耐磨性远大于正火45钢的耐磨性,而VCp／Fe复合材料的耐磨性比TiCp／Fe复合材料的耐磨性更好。在无润滑条件下,铁基复合材料的耐磨性也比正火45钢的耐磨性大得多。在载荷较大的条件下,TiCp／Fe复合材料的耐磨性比VCp／Fe复合材料的耐磨性更好。     

碳化钨增强高锰钢基复合材料冲击磨损性能的研究

为了提高高锰钢冲击磨料磨损性能,利用离心铸造法制备了WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料,并在MLD-10型动载磨料磨损试验机上进行了冲击磨料磨损性能试验.结果表明:制备的复合材料颗粒分布均匀,WC颗粒与高锰钢基体结合良好;WC的加入提高了材料的抗冲击磨料磨损性能.     

自生TiC_P/Al-4Cu复合材料的组织与力学性能

应用反应合成工艺制备了自生TiCP/Al 4Cu复合材料。通过XRD分析了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的相组成 ,用SEM观察了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的微观组织和断口形貌 ,测试了自生TiCP/Al 4Cu复合材料的力学性能。结果表明 :自生TiCP/Al 4Cu复合材料增强颗粒细小圆整 ,在基体中分布均匀。在T6状态下具有优良的综合力学性能     

化学成分对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响

系统地研究了化学成分对原位ＴｉＣｐ／Ｆｅ复合材料组织和性能的影响,并确定了该材料的最佳化学成分。结果表明：Ｔｉ是影响复合材料组织中ＴｉＣ颗粒形核率的关键因素,而Ｃ主要影响组织中ＴｉＣ颗粒的尺寸;在合金熔体中,加入一定量的Ｓｉ有利于ＴｉＣ颗粒的形成,而Ｍｎ主要用来细化珠光体基体。     

热处理对TiCp/Fe复合材料基体组织与力学性能的影响

通过不同的热处理工艺改变原位TiCp／Fe复合材料的基体组织，探讨了原位TiCp／Fe复合材料不同基体组织与性能的关系。试验结果表明：在热处理过程中基体组织明显改变，TiC增强相不发生变化。退火处理降低材料的硬度，提高材料的韧性。淬火 低温回火处理使材料的强度和硬度提高，而韧性没有明显的下降。采用等温淬火工艺，可使TiCp／Fe复合材料具有最好的综合力学性能。     

Effect of sintering process on the microstructures and properties of in situ TiB2–TiC reinforced steel matrix composites produced by spark plasma sintering

Spark plasma sintering (SPS) is a new technique to rapidly produce metal matrix composites (MMCs), but there is little work on the production of TiB₂–TiC reinforced steel matrix composites by SPS. In this work, in situ TiB₂–TiC particulates reinforced steel matrix composites have been successfully produced using cheap ferrotitanium and boron carbide powders by SPS technique. The effect of sintering process on the densification, hardness and phase evolution of the composite is investigated. The results show that when the composite is sintered at 1050 °C for 5 min, the maximum densification and hardness are 99.2% and 83.8 HRA, respectively. The phase evolution of the composite during sintering indicates that the in situ TiB₂–TiC reinforcements are formed by a hybrid formation mechanism containing solid–solid diffusion reaction and solid–liquid solution-precipitation reaction. The microstructure investigation reveals that fine TiB₂–TiC particulates with a size of ～2 μm are homogeneously distributed in the steel matrix. The TiB₂–TiC/Fe composites possess excellent wear resistance under the condition of dry sliding with heavy loads.     

Microstructure and Wear Behavior of (Ti,V)C Reinforced Ferrous Composite

A (Ti,V)C/Fe composite was produced by a process which combines in situ synthesis with powder metallurgy technique using Ti, Fe, FeV and carbon powder. The microstructure of the Fe-(Ti,V)C composite was studied by scanning electron microscope and x-ray diffraction. The results show that the production of an iron matrix composite reinforced by (Ti,V)C particulates using the process is feasible. Fine (Ti,V)C particles are uniformly dispersed in the pearlite. The Fe-(Ti,V)C composite possesses excellent wear-resistance under the condition of dry sliding with heavy loads.     

V(C,N)颗粒增强铁基复合材料的研究

采用粉末冶金和原位合成相结合的方法合成V(C,N)颗粒增强铁基复合材料,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,并探讨了原位合成V(C,N)的机理.结果表明,石墨与氮气的存在降低了σ-FeV相的稳定性,使其分解为崮溶大量V的Fe,C、N与V发生反应生成V(C,N);原位合成的复合材料主要相组成为V(C,N)和γ-Fe,所合成的硬质相V(C,N)颗粒细小,在铁基体中均匀分布.在重载十滑动摩擦条件下,V(C,N)颗粒增强铁基复合材料显示出良好的耐磨性.     

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。     

Microstructure and formation mechanism of in-situ TiC-TiB2/Fe composite coating

Steel matrix composite coatings locally reinforced with in situ TiC-TiB2 particulates were prepared by argon arc cladding（AAC） with different mass fractions of Fe and Ti＋B4C powders as the binding materials. The microstructure, micro-hardness and wear resistance were investigated using SEM, XRD, Micro-hardness Tester, and Friction and Wear Tester, respectively. The results show that the main phases of coating are TiC, TiB2 and a-Fe. The excellent metallurgical bonding is formed between the composite coating and substrate. The coating is uniform, continuous and almost defect-free and the particles are dispersively distributed in the cladded coating. Moreover, the formation mechanism was investigated. With the increase of the content of TiC＋TiB2, the micro-hardness and wear resistance are also improved at the room temperature under normal atmosphere conditions.