多组元硬质相增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织和性能研究

以Mo、FeB和Fe等为原料,添加不同含量的WC、NbC、TiC多组元硬质相结合真空液相烧结工艺制备了Mo_2FeB_2基金属陶瓷。采用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线衍射仪、洛氏硬度检测和耐磨实验,研究了多组元硬质相对试样的组织和性能的影响。结果表明:多组元硬质相起细化组织和弥散强化的作用,因而提高了金属陶瓷的硬度和耐磨损性能;当WC、NbC、TiC的质量分数分别为10%、4%和5%时,试样的硬度最高,耐磨性最好。     

Mo2 NiB2基金属陶瓷的制备与性能

采用单质硼粉、镍粉和钼粉结合反应硼化烧结法制备了Mo2Ni B2基金属陶瓷,研究了Mo2Ni B2基金属陶瓷在烧结过程中的物相转变和尺寸变化以及烧结温度和保温时间对其力学性能和显微组织的影响.结果发现:随着烧结温度升高,材料物相逐渐由单质相变为二元硼化物相和三元硼化物相,并且材料的尺寸先发生细微收缩,再在硼化反应过程中逐渐增加,最后在液相烧结过程中逐渐减小;随着烧结温度升高,Mo2Ni B2基金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增加后减小,在1290℃达到最大,分别为1346.5 MPa和83.7 HRA,并且硬质相颗粒逐渐粗化;保温时间对材料性能的影响与烧结温度一致,但在保温30min时抗弯强度最大(1453.3 MPa),保温60 min时硬度最大(83.7 HRA).     

WC对原位合成Mo2 FeB2烧结及组织性能的影响

在Mo-B-Fe-Cr-Ni系统中,分别掺加不同含量的WC进行真空液相烧结,用电子万能材料试验机和硬度计测定材料的弯曲强度与硬度,用XRD、SEM观察分析材料的物相和组织结构.结果表明,在满足反应生成Mo2FeB2的前提下,掺加的WC作为形核中心,降低了烧结过程中的成核位垒,使烧结过程更易进行,烧结生成的Mo2FeB2硬质相与WC晶粒形成了无污染、弱界面结合的双硬质相,并且在粘结相中分布均匀,提高了材料的抗弯强度和硬度.     

感应熔覆Mo2FeB2/Fe耐磨涂层的组织与性能研究

本文采用真空反应烧结合成出Mo2FeB2硬质颗粒,并采用感应熔覆技术在钢基体表面成功制备出以Mo2FeB2为强化相的硬质涂层,并对其组织结构、界面相容性和耐磨性进行了研究。结果表明,在1 350℃真空烧结30min所制得Mo2FeB2硬质相颗粒分布均匀致密且硬度高;感应熔覆Mo2FeB2/Fe涂层的硬质相最佳含量为50%质量分数,涂层组织分布均匀孔洞较少,硬度高达65.5HRC,涂层与基体结合良好。磨损试验表明,Mo2FeB2强化层具有比YG8硬质合金更好的耐磨性。     

NbC含量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷的显微组织和力学性能的影响

利用原位反应真空烧结法制备了不同NbC含量的Mo2FeB2基金属陶瓷试样,并对试样的显微组织及力学性能进行分析。结果表明,随着NbC含量的增加,硬质相颗粒得到细化且均匀分布在粘结相中;试样的硬度和耐磨性先提高后降低,当NbC的质量分数为6.0%时,试样的硬度最高,耐磨性能最好。     

原位反应制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷烧结过程热力学分析

对Fe-6B-48Mo-0.8C材料体系用液相烧结原位反应法制备了Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷,用SEM-EDS观察分析了烧结体的组织结构与成分组成,用热分析(DSC)、X射线衍射分析与热力学计算表征了体系的反应过程。结果表明,在该材料体系中,Fe2B、MoB2为反应中间相,Mo2FeB2为最稳定存在的相,呈条块状均匀分布在铁基粘结相中。通过热力学计算分析,在Mo-Fe-B三元体系中,Mo2FeB2的Gibbs自由能最低,形成能力最强,在481.8℃开始形成Fe2B,当温度达到1293.7℃时,该体系形成最稳定的Mo2FeB2相,并使材料致密化。     

三元硼化物金属陶瓷覆层材料耐腐蚀性能研究

以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料，分别加入Cr、Ni、C或同时加入Cr、Ni、C合金元素成分，采用原位反应真空液相烧结工艺，在Q235钢基体上制备三元硼化物金属陶瓷覆层材料。研究了合金组分对覆层材料耐腐蚀性的影响。结果表明，三元硼化物金属陶瓷覆层材料的覆层具有远比钢基体优越的耐蚀性，C组分的单独加入降低了覆层的耐蚀性，Cr、Ni组分的加入显著提高了覆层的耐蚀性，同时加入Cr、Ni、C作为合金组分使覆层具有最佳的耐蚀性。     

TiB2对TiC基金属陶瓷显微组织的影响

研究了TiB2对TiC基金属陶瓷显微组织的影响。试验发现1420℃下烧结90min后，TiC基金属陶瓷的硬质相颗粒明显长大。分析表明，TiB2在高温下能够与TiC基金属陶瓷中的Mo反应生成MoB，并主要分布于硬质相表面的环形相中。硬质相的长大可能与MoB导致的液相不足和硬质相颗粒接触长大有关。     

烧结温度对Mo_2FeB_2合金组织性能的影响

采用真空液相烧结法制备三元硼化物硬质合金,研究了烧结温度对三元硼化物硬质合金致密度、显微组织以及物相组成的影响.研究结果表明,三元硼化物硬质合金的密度和显微组织与烧结温度密切相关.当烧结温度较低时,合金中的硬质相晶粒发育不完全,且在粘结相中分布不均匀;烧结温度过高时,合金中的硬质相颗粒粗大,两者都会显著影响材料的性能.试样在1160～1210℃之间烧结时,随着烧结温度的不断增加,材料由固相烧结逐渐转化为液相烧结,试样的密度随着烧结温度的上升而逐渐增加,并确定试验最佳烧结温度为1210℃,此时材料的密度为8.23g/cm3,维氏硬度与洛氏硬度分别为8722.6N/mm2和75.3HRA,抗弯强度则达到1246.38MPa.通过对材料的显微组织与物相结构分析,阐述了该材料组织结构变化的原因.     

合金元素对Mo2FeB2基金属陶瓷组织及性能的影响

采用反应烧结法制备了Mo2FeB2基金属陶瓷,研究了添加石墨、Cr和Ni等合金元素对金属陶瓷显微组织及性能的影响.结果表明:不同合金元素的添加对复合材料的微观结构的改变不尽相同,但由于细化晶粒或粘结相强度变化等因素,金属陶瓷的硬度及抗弯强度均能得到不同程度的提高;合金元素的添加能有效改善Mo2FeB2的摩擦磨损性能,其中添加石墨的复合材料因为晶粒拔出最小从而具有最优的摩擦学性能.     

Mo2FeB2基新型硬质合金的制备

本文采用真空反应烧结法原位合成制备了Mo2FeB2基新型硬质合金,研究了Mo2FeB2基新型硬质合金及烧结温度和保温时间对合金组织和性能的影响.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对试样的组织和物相进行了分析,测定了试样的密度、抗弯强度(TRS)和硬度(HRA).实验结果表明,提高烧结温度或延长保温时间都会导致合金中的Mo2FeB2颗粒形貌从近球形向长条形转变,导致抗弯强度降低.本实验烧结温度为1 270℃,保温0 min时获得的硬质合金的组织和性能最佳,其抗弯强度为1 780 MPa,硬度为86HRA.     

烧结气氛对Mo_2FeB_2金属陶瓷组织与性能的影响

以钼粉、铁粉、硼铁合金粉为原料,采用粉末冶金的方法,分别在真空、N2和Ar气氛下制备Mo2FeB2金属陶瓷材料。研究了烧结气氛对Mo2FeB2金属陶瓷密度、成分、力学性能以及显微组织的影响。研究结果表明,在同样烧结温度下,试样在真空气氛下的烧结密度为8.23g/cm3,硬度为75.3HRA,抗弯强度为1246.38MPa,优于在N2和Ar气氛下烧结制备的试样的密度、硬度和抗弯强度。金属陶瓷在N2和Ar中烧结后,碳含量比在真空中烧结的碳含量低1.0%～1.2%,而氧、氮含量均高于真空中烧结的含量。论文还通过对材料的显微组织的分析,发现真空气氛下制备的试样组织发育良好,结构致密,并阐述了不同烧结气氛对该材料组织结构影响的原因。     

真空液相烧结法制备三元硼化物硬质合金覆层材料

采用液相烧结法在钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层,将三元硼化物硬质合金的优异性能赋予钢基体表面,获得了耐磨抗蚀、界面结合强度高的新型硬质覆层材料。同时确定了硬质合金覆层的化学配比(B、Fe、Mo元素成分的配比)和C、Cr、Ni合金元素的添加量。对硬质合金覆层的洛氏硬度的测量结果表明,覆层的硬度明显高于钢基体的硬度,其中5Cr2Ni0.8C材料试样的硬度最大;对硬质合金覆层以及覆层与钢基体的界面结合处的扫描电镜观察和能谱分析表明,铬加入后部分进入陶瓷硬质相,加强了其硬度,而镍元素只在铁基粘结相中存在,并且覆层与钢基体之间形成了致密的冶金结合。     

纳米La_2O_3掺杂对Mo_2NiB_2基金属陶瓷组织及力学性能的影响

采用真空热压烧结技术,根据Ni-6B-53.3Mo的配比,制备了掺杂不同含量纳米La_2O_3颗粒(0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%)的Mo_2NiB_2基金属陶瓷,并研究其显微结构和力学性能。结果表明,掺杂La_2O_3可以使Mo_2NiB_2基金属陶瓷的硬质相和Ni基粘结相相溶性提高,晶粒尺寸减小,Ni基粘结相分布更加均匀。随着La_2O_3掺杂含量的增加,Mo_2NiB_2基金属陶瓷的抗弯强度、硬度和压缩强度先增大后减小。掺杂0.6%La_2O_3时,抗弯强度和硬度均最大,分别为603.55 MPa和902.1 HV。掺杂0.3%La_2O_3时,压缩强度最大,为550 MPa。但随着La_2O_3掺杂含量的增加,Mo_2NiB_2基金属陶瓷的断裂韧性和密度都有所降低。     

三元硼化物强化相粉末高速钢的研制

用反应硼化烧结法在1192℃下真空烧结,成功制备出高耐磨的粉末高速钢与三元硼化物陶瓷的复合材料。分析表明：材料主要是由三元硼化物基硬质相和高速钢基体组成,硬质颗粒与基体界面结合良好,分散均匀,摩擦磨损试验表明此种材料具有优异的耐磨性。     

碳纤维添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷材料组织和性能的影响

以Ti(C,N)、Mo_2C、Co、Ni、WC和C_f(碳纤维)为原料,通过粉末冶金工艺制备了不同添加量C_f增强Ti(C,N)基金属陶瓷材料,研究了C_f添加量对金属陶瓷密度、硬度和抗弯强度的影响。结果表明,随着C_f添加量的逐渐增大,Ti(C,N)基金属陶瓷材料密度和硬度略有降低,抗弯强度先增大后减小;当C_f添加量(质量分数)为2%时,Ti(C,N)基金属陶瓷材料力学性能最佳,此时硬度为66 GPa,抗弯强度为672.6 MPa。     

WC含量对TiCN-HfN金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响

采用热压烧结技术制备了TiCN-HfN-WC金属陶瓷刀具材料, 研究了WC含量(质量分数)对金属陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。结果表明: TiCN-HfN-32%WC金属陶瓷刀具材料由TiCN、(Ti, Hf, W)(C, N)、WC和MoNi组成, 材料中还含有极少量的(Ti, Mo, W)(C, N)固溶体, 材料内部形成了网状骨架结构。随着添加WC质量分数的增加, 材料中晶粒粒度降低, 添加WC可抑制材料中TiCN晶粒的生长, 起到细化TiCN晶粒的作用; 材料的相对密度、硬度和断裂韧度都具有先增大后减小的变化趋势, 材料的抗弯强度逐渐增大。当WC质量分数为32%时, 材料具有相对较好的综合力学性能, 其硬度为20.2GPa, 断裂韧度为7.1MPa·m1/2, 抗弯强度为1581.3MPa。     

添加VC的TiB2基硬质材料研究

对添加VC的TiB2基硬质材料进行了研究。通过实验测定了硬度、横向断裂强度、高温强度以及耐磨性等性能，通过观察SEM照片研究了VC对TiB2基硬质材料组织结构的影响。综合各种指标，我们确定在TiB2-Fe—Mo硬质材料中VC的最佳添加量为0．5％。     

铸渗法制备硬质合金覆层材料微观结构研究

研究采用铸渗法制备三元硼化物硬质合金覆层钢基材料。确定了以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料,加入C、NaF、PVB等添加剂,采用铸渗反应烧结工艺,在ZG45铸钢基体表面制备三元硼化物硬质合金覆层;利用金相显微镜研究了铸渗覆层的金相组织,利用SEM—EDS研究了铸渗覆层的微观结构和元素分布,铸渗层成分分析表明,在界面结合处实现了合金元素的扩散与渗透,三元硼化物金属陶瓷覆层与钢基体形成了良好的冶金结合。初步讨论了铸渗反应机理。     

Mo添加剂对(Ti,V,Mo)C基金属陶瓷组织与性能的影响

结合BSE显微组织观察和EDS能谱分析、IPP统计分析、XRD物相检测和密度、硬度、抗弯强度测试,研究了不同烧结温度和Mo添加量对(Ti,V,Mo)C基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。研究表明:(Ti,V,Mo)C基金属陶瓷的显微组织中黑色芯相和灰色相共同构成硬质相,Mo添加剂主要作用于硬质相形成碳化物固溶体。随着烧结温度的升高,黑色芯相比例降低,灰色相区粗化明显,抗弯强度下降。当烧结温度为1 400℃,Mo添加量为6%时,(Ti,V,Mo)C基金属陶瓷的综合性能较佳。