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。     

NbC含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和力学性能的影响

研究了NbC含量对两种不同Ti(C,N)/TiC质量比金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明:随着NbC含量的增长,环形相变得更加完整,粘接相分布越均匀。TiC和NbC含量的不同,影响了溶解和扩散,造成环形相与硬质相的体积分数和元素分布不同。力学性能测试表明,Ti(C,N)/TiC质量比为3︰2、w(NbC)=6%的试样的综合力学性能较好。     

烧结气氛对Ti(C,N)基金属陶瓷刀具微观组织、力学及切削性能的影响

通过不同烧结气氛制备出Ti(C,N)基金属陶瓷,采用光学金相显微镜、SEM、EDS与标准化仪器研究了Ti(C,N)基金属陶瓷在不同烧结气氛下的微观组织变化与力学性能;制备出金属陶瓷刀具进行切削试验。结果表明:固液阶段为真空烧结所制备出的金属陶瓷微观结构中的黑芯硬质相含量较小而灰色环形相厚度较大。氮气气氛下烧结的环形相厚度减薄,黑芯硬质相数量明显增多且粒度均匀,基体芯部及表层的微观组织存在较大差异。氩气气氛烧结的微观组织与真空条件下相似。氮气气氛烧结的试样的硬度呈现出自芯部至表层连续递增的梯度变化,真空、氩气烧结则无差异;氮气、氩气气氛烧结的抗弯强度高于真空烧结的。氮气气氛烧结的试样力学性能最佳,表层硬度92.5 HRA,抗弯强度为2 190 MPa,断裂韧性为9.6 MPa·m1/2。连续干式切削试验表明,氮气气氛烧结的金属陶瓷刀具的前刀面月牙洼磨损及后刀面磨损相对于真空、氩气气氛烧结的有所降低。     

N含量对超细Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

用扫描电子显微镜(SEM)、金相显微镜等观察手段研究了N含量对超细Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响.结果表明N含量对超细Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能有显著的影响.随N含量增加,其晶粒尺寸细化,晶粒长大受到抑制,并且这种抑制作用非常显著.与此同时,组织中高的N含量也会导致烧结体中孔隙率增加,严重损害着横向断裂强度(TRS).高的N含量一方面能有效抑制晶粒长大,另一方面也促进N的分解.     

VC/Cr3C2对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和力学性能的影响

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.     

化学成分对Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能的影响

研究了化学成分对金属陶瓷硬度和抗弯强度的影响,结果表明,Mo含量在15％、WC含量在10％时硬度最高;随WC加入量的增加．抗弯强度呈现单调增加的趋势;组织中加入NbC、TaC时．随加入量的增加．抗弯强度呈单调下降趋势。     

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。     

TiN含量对Ti(C,N)/NiCr金属陶瓷微观结构和力学性能的影响

采用粉末冶金真空烧结方法制备了Ti（C,N）／NiCr金属陶瓷．研究了TiN含量对Ti（C,N）／NiCr金属陶瓷微观结构与力学性能的影响、结果表明,TiN的加入既改变了金属陶瓷硬质相颗粒的尺寸,使其变小,也改变了硬质相颗粒的形貌,使其由圆形变为多边形;随TiN含量的增加,金属陶瓷的抗弯强度均出现先增加后降低的规律,但在较低的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为4％时达到最大值,而在较高的烧结温度下,抗弯强度在TiN含量为6％时达到最大值;硬度在TiN含量〈10％时变化不明显,TiN含量〉10％时硬度急剧下降;抗弯断口以穿晶解理为主要的断裂模式．     

烧结气氛对Ti(CN)基金属陶瓷组织和性能的影响

用X射线衍射、背散射扫描电镜及能谱仪等分析手段研究了烧结气氛(真空、N2、Ar)对不同成分TiC基和Ti(CN)基金属陶瓷合金显微组织和性能的影响.金属陶瓷在N2和Ar中烧结后,合金碳含量比在真空中烧结的碳含量低0.5%左右;在N2中烧结后,合金的氮含量提高了0.5%左右.环状结构心部可以是以钨等重金属元素为主要成分的碳化物,也可以是以钛为主要成分的碳化物和碳氮化物.环状结构为金属元素含量和分布不同的(Ti,W,Ta,Mo,Co,Ni)(C,N)固溶体,粘结相是与Ti,W,Ta,Mo,C,N等元素有不同溶解度的钴镍固溶体.真空烧结后组织结构比较均匀,合金的性能最好.在Ar、N2中烧结后,气氛中的氧和氮参加烧结反应,影响合金成分碳氮平衡,在合金表面形成壳层结构,产生表面缺陷,合金的密度、显微硬度、抗弯强度均有比较大的降低;N2气氛影响更大.     

Ti(C,N)基金属陶瓷的高温力学性能

此文评述了Ti（C，N）基金属陶瓷的组织与制备工艺，重点讨论了Ti（C，N）基金属陶瓷的高温力学性能，并展望其应用前景．     

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。     

原始粉末粒度对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响

采用粉末冶金方法制得四组不同粒度组合的Co-WC-Ti(C,N)金属陶瓷材料。对其室温力学性能进行测量,并采用XRD,SEM,EDX等方法对材料的相结构,显微组织等进行分析。研究表明,主要硬质相粒度的改变使相结构出现了一定程度的变化;以亚微米TiC为原始粉末细化了金属陶瓷组织中的晶粒;以纳米TiN为原始粉末使得晶粒大小趋向一致,分布均匀,并在一定程度上细化了晶粒;当TiC、TiN原始粉末分别为亚微米、纳米尺寸时,材料的综合力学性能最好。     

碳含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

综述了添加碳量对金属陶瓷组织和性能的影响。在一定范围内,随碳添加量的增加,组织细化,粘结相中Mo、W、Ti等元素的溶解度降低;添加碳量过少或过多都会使材料的相组成离开两相区,生成第三相η相(TiNi3)或游离碳,而第三相的生成会显著降低金属陶瓷的机械性能。     

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。     

粉末渗硼处理对Ti(C,N)基金属陶瓷组织性能的影响

通过真空烧结方法制备纳米改性的Ti(C,N)基金属陶瓷,并对其进行固体粉末渗硼处理。研究了渗硼处理对纳米改性Ti(C,N)基金属陶瓷组织与性能的影响。采用光学显微镜、SEM、XRD以及EDS等方法对组织结构进行研究,用带有刻度的显微硬度计观察渗硼层的厚度并测量显微硬度,利用DCS-5000型万能材料实验机采用三点弯曲法测试试样抗弯强度。结果表明,试样表面获得约30μm厚的渗硼层,组成成分为TiB2、MoB2、CoB和Ni3B等硼化物,渗硼试样的表面显微硬度提高43%,但抗弯强度有所下降。     

镍钴对超细Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

研究了Co部分和全部代替Ni对超细Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响。采用X射线衍射仪对物相研究发现:金属相中w(Co)=10%和w(Co)=15%时,金属陶瓷中出现金属间化合物,并且有两种Co的同素异构体并存;力学性能测试表明:5%的Co取代5%的Ni可以明显提高金属陶瓷的抗弯强度、硬度和断裂韧性。金属相为10%Ni-5%Co时,材料的综合力学性能最好。     

Ti(C,N)基金属陶瓷力学性能和高温抗氧化性能的研究

本文研究了添加不同比例的TaC、NbC对Ti(C,N)-NiMo系金属陶瓷的力学性能的影响及在750℃空气中的氧化行为,测定并计算了恒温氧化增重与时间的函数关系及氧化速率常数。结果表明,这类陶瓷材料的氧化为"钝性氧化",TaC/NbC质量比为4:3时,显示出较好的力学性能和抗氧化性。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)等手段,分析了氧化膜的组成与结构,探讨了Ti(C,N)基金属陶瓷高温下的氧化机制。     

碳含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

通过真空烧结方法制备了4种碳含量的Ti(C,N)基金属陶瓷,通过X射线衍射分析仪、扫描电镜、万能力学试验机、维氏硬度测试仪等仪器检测Ti(C,N)基金属陶瓷试样的物相结构、微观组织、抗弯强度、硬度和断裂韧性,分析了碳含量和烧结工艺对Ti(C,N)基金属显微组织和力学性能的影响。结果表明,增加碳含量和提高烧结温度能促进烧结过程中的冶金反应,金属陶瓷显微组织中具有黑芯-灰环结构硬质相的黑芯部分体积分数减少,环形相体积分数增加,粘结相体积分数减少,显微组织均匀化。碳含量对横向抗弯强度(TRS)有显著影响;碳含量对硬度(HV)和断裂韧性(KIC)的影响较小,随碳含量上升,均略有增加。在1 440~1 500℃范围烧结,金属陶瓷的TRS保持在相近的水平值;随烧结温度升高,硬度HV下降;高温1 520℃烧结,能显著提升Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性KIC,提高裂纹扩展阻力。