原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相显微组织的分析

采用等离子弧堆焊技术原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相,探讨堆焊层中TiC-M7C3硬质相对堆焊层耐磨性的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等设备进行检测分析.结果表明,堆焊层是由高碳马氏体基体和大量弥散分布在基体中的TiC,M7C3陶瓷硬质相构成的过共晶组织;堆焊层表面的洛氏硬度为66.4 HRC,磨损量为0.086 g.TiC可以作为M7C3陶瓷硬质相的形核核心,提高了M7C3陶瓷硬质相的形核率,促使其晶粒细化;在TiC和M7C3陶瓷硬质相的共同作用下,Fe-Cr-Ti-C系合金比相同Cr元素含量的Fe-Cr-C系合金堆焊层的硬度更高,抗磨损性能更好.     

原位合成TiC和M7C3陶瓷硬质相的生长习性

采用等离子弧堆焊设备在低碳钢表面堆焊一层Fe—Cr-Ti—C系陶瓷复合堆焊合金,原位合成TiC和M7C3陶瓷硬质相,分析熔池中TiC和M7C3陶瓷硬质相的形成机制．利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等设备进行检测分析．结果表明,堆焊层中原位合成了“十字开花状”、“短杆状”、“颗粒状”的TiC陶瓷硬质相和不规则“六角杆状”的M7C3陶瓷硬质相;部分TiC和M7C3陶瓷硬质相紧密结合,提高了TiC陶瓷硬质相与基体组织的结合强度;M7C3可以附着在TiC颗粒上生长,TiC硬质相的形成提高了M7C3的形核率．     

原位合成TiC/Fe基复合材料的研究

利用粉末冶金技术，在真空状态下使Fe-Ti-C体系进行碳化反应原位合成TiC／Fe基复合材料，用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对所制备的试样进行组织结构分析，并用热分析法对Fe-Ti-C体系原位合成的反应机理进行研究。结果表明，反应合成的复合材料相组成为TiC和α-Fe，所合成的硬质相TiC颗粒细小，在铁基体中均匀分布。三元体系Fe-Ti-C的反应机理为：首先在765．6℃发生Fe的同素异构转变，即α-Fe→γ-Fe；其次在1078．4℃因Ti与Fe共熔而形成低共熔体Fe2Ti；最后在1138．2℃，C与Fe2Ti反应生成TiC。     

超硬质相在高温磨损中的行为及抗磨性

通过高温硬度、高温磨损试验,研究了铁基Ｃｒ－Ｍｏ－Ｗ－Ｖ－Ｎｂ系高温耐磨料磨损等离子弧粉末堆焊合金,可以替代价格昂贵的镍基和然基等离子弧堆焊合金。同时系统地研究了合金元素及其硬质相在高温磨损中的行为及堆焊合金抗磨性。即Ｃｒ７Ｃ３「（Ｃｒ,Ｆｅ）７Ｃ３」、ＣｒｅＣ「（Ｃｒ,Ｆｅ）３Ｃ」、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＮｂＣ、Ｖｃ硬质相对堆焊层的组织、硬度和耐磨性的影响规律。结果表明：硬质相的形态、数据和大小不同对堆     

原位合成(Ti,V)C/Fe基复合材料

采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了(Ti,V)C/Fe复合材料,用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了该复合材料的物相结构和显微组织,用MM-200磨损试验机对复合材料进行了耐磨性实验.结果表明,复合材料的相组成为(Ti,V)C和a-Fe;合成的硬质相(Ti,V)C颗粒细小,在珠光体基体中均匀分布;在重载干滑动磨损条件下,该复合材料显示了很好的耐磨性能.     

陶瓷硬质相对铁基复合材料组织和性能的影响

采用明弧堆焊技术在Q235基体金属表面制备Fe-Cr-C-B-N-Ti系铁基复合材料. 借助金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨料磨损试验机对铁基复合材料的组织和性能进行分析与测试. 结果表明,铁基复合材料的基体组织由马氏体（M）和少量残余奥氏体（A）组成,硬质相由TiB₂,TiN,TiC,M₂₃（C,B）₆,M₃（C,B）和M₂B组成. 随着钛添加量的增多,初生陶瓷硬质相颗粒（TiB₂,TiN和TiC）和共晶硬质相（M₂₃（C,B）₆,M₃（C,B）和M₂B）增多,基体组织减少并细化. 当钛添加量为4%时,铁基复合材料的耐磨性达到最佳,此时硬度为66 HRC,磨损量为0.042 9 g.     

激光熔覆原位合成陶瓷相增强铁基熔覆层的组织和性能

利用6 kW光纤激光器在Cr12MoV汽车模具钢表面激光熔覆含有Ti-Fe,B₄C粉末的铁基合金粉,在汽车模具钢表面直接原位合成TiC+TiB₂颗粒增强的铁基合金复合涂层.涂层与基体呈良好的冶金结合,涂层组织细小,结构致密,宏观质量较好. XRD分析结果表明,涂层组织由α-Fe,TiC,TiB₂组成. TiC,TiB₂相均匀分布于熔覆层中.由于TiC,TiB₂硬质相的形成以及激光的快速凝固冷却获得的细晶组织,使得熔覆层的显微维氏硬度有了明显提高.在距离熔覆层表面1.2 mm处显微维氏硬度高达1000 HV,有利于促进熔覆层耐磨性的提高.     

Fe基高温耐磨堆焊合金的优化设计

采用一次回归正交设计的方法实现了对Fe基高温耐磨堆焊合金配方的优化设计。通过对试验结果的直观和方差分析,建立合金系统堆焊层的高温耐磨性(考查指标为760℃磨损失重△W)与合金系统组分之间的线性回归方程．构造相应的混合惩罚函数．对目标函数求极值,从而获得合金的最优配方。     

陶瓷硬质相对铁基堆焊层组织与性能的影响

在低碳钢基体上涂敷一层南钛铁、硼铁、硅铁、高碳铬铁等构成的合金粉末,采用正极性等离子弧堆焊技术进行堆焊,利用原位自成法生成陶瓷硬质相,得到硬度在58HRC以上且耐磨性好的堆焊层.实验结果表明:通过原位自生法在堆焊层中生成了大量的陶瓷硬质相,包括Cr2B、TiC、Si5C3、Cr7C3、B4C等,与直接加入陶瓷硬质相比较,大大节省了成本.     

原位合成TiC增强Fe基复合涂层的组织与性能

以Fe、C、Ti混合粉末为原料,采用钨极氩弧熔覆技术在Q235钢表面原位合成了TiC颗粒,分析了涂层组织结构,并对影响涂层组织结构的因素进行了分析.结果表明:较佳的合金粉末成分(质量分数)为65％Fe、26.9％Ti、8.1％C,熔覆速度为5mm/s,熔覆电流为80A,氩气流量为10L/min.测试熔覆层表面硬度最高可达42.3 HRC.     

含原位合成的钛硬质相的等离子体喷涂涂层

本文论述了利用活性等离子体喷涂沉积含有原位合成的碳化物或氮化物的钛复合物涂层的过程。用钛粉作为原始粉末，用甲烷和氮气作反应气体。显微结构分析表明在喷涂过程中合成了钛一碳化物和氮化物。这些复合物涂层具有较高的抗滑动磨损性能和良好的耐磨蚀性能。     

原位合成含钛陶瓷相增强Fe基合金熔覆层研究

以Fe901、Ti、B_4C和h-BN粉为原料,采用反应等离子熔覆方法在Q235钢基本上原位合成了含钛陶瓷相增强Fe基合金熔覆层。研究表明:相比B_4C,Fe更易与h-BN反应形成铁硼化物,当同时添加B_4C和h-BN时,B_4C/h-BN比减小至一定值后将导致熔覆层中Fe B含量升高和Ti_2N、Ti B等中间产物形成,但却可抑制陶瓷相长大。熔覆层显微组织均具有梯度分布特征,Ti B_2大小和形态受熔池温度和成分影响。熔覆层显微硬度随h-BN添加量增加而降低,Ti:B_4C:BN摩尔比为3:1:0时熔覆层近表面层HV_(0.2)显微硬度可高达11.26 GPa。     

冷喷涂辅助原位合成FeCoxCrAlCu高熵合金涂层组织性能研究

利用冷喷涂辅助原位合成高熵合金涂层的方法,在45_^#钢基体表面成功制备出不同Co含量的FeCo_xCrAlCu(x=0,0.5,1,1.5,2)高熵合金涂层。通过XRD、SEM、EDS、TEM、显微硬度计、磨料磨损试验机、电化学工作站等设备,检测分析了Co含量的变化对合金涂层相结构、显微组织,硬度、耐磨性及耐腐蚀性的影响。结果表明：合金涂层是由简单的FCC+BCC双相混合结构组成,Co含量的改变对涂层相组织的数量影响不大;随着Co含量的增加,合金涂层中显微组织的枝晶数目增加,并且得到明显粗化,通过面扫得显微组织中枝晶内富集Fe,Cr,Co元素,枝晶间富集Cu元素,Al均匀的分布在整个涂层中;随着Co含量的增加,硬度先增加后减小,在Co=1时合金涂层硬度达到最大为555.6HV;合金涂层中最小的摩擦系数为0.361;在3.5wt.%NaCl腐蚀介质中,合金涂层相比与45_^#钢基体具有较正的自腐蚀电位(E_corr=-0.325V),说明涂层耐腐蚀性比基体好。     

氩弧原位合成TiC颗粒增强Fe基复合层

通过在Fe基自熔合金粉末中添加一定比率的强碳化物形成元素Ti及石墨,采用氩弧熔敷法在中碳钢基体上制备原位形成的TiC颗粒增强Fe基合金复合涂层.利用扫描电镜、电子探针、X射线衍射和图像分析系统,对熔敷层显微组织及其影响因素进行了观察与分析.研究结果表明,利用氩弧熔敷技术,可以原位形成细小、弥散分布的TiC颗粒;TiC颗粒沿熔敷层深度呈梯度分布.通过调整预置涂层的厚度、熔敷工艺参数以及石墨的加入量,可以调整控制熔敷层的成形及组织与性能.     

钒丝与铸铁原位合成V_8C_7的研究

以钒丝和铸铁为原料,采用铸造和热处理工艺相结合的方法,使钒丝与铸铁中的碳原子反应,原位合成了V8C7颗粒增强铁基复合材料。对复合区进行显微组织观察及分析、显微硬度测量、耐磨性能测试。结果表明,生成的V8C7颗粒均匀分布于铁基体中,且生成物与基体有很好的冶金结合。复合区的最高硬度达3022HV0.05,平均硬度是基体的10～15倍。复合材料的耐磨性相对于铸铁标准试样提高了2.89倍。     

粉末冶金合成TiC铁基复合材料的耐磨性研究

采用MM-200型磨损试验机、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对TiC-Fe基复合材料的耐磨性做了初步的分析研究.结果表明,在重载干滑动磨损条件下,该复合材料具有良好的耐磨性.     

原位合成V_8C_7颗粒增强铁基表面复合材料研究

采用铸造-热处理复合工艺制备V8C7颗粒增强铁基表面复合材料试样,并用SEM、XRD等方法,观察分析了其组织形貌,用TUKON2100型显微硬度计测量了其硬度,用ML-100磨料磨损试验机进行了不同载荷下的磨损试验。结果表明,所制备的V8C7颗粒增强铁基表面复合材料试样的最大显微硬度是2333HV0.05;在室温条件下,当载荷为15N时,其平均耐磨性约是灰铸铁的13倍,在很大程度上提高了铁基体的耐磨性能。     

原位合成ZrC_p/Fe复合材料的组织与性能

采用电弧熔炼制备了含ZrC体积分数达30%的Fe基复合材料,采用X射线衍射、光学显微镜和显微硬度计分别对材料的相组成、组织形貌和显微硬度进行了研究。结果表明,采用原位合成法制备ZrC增强铁基复合材料是可行的,ZrC作为唯一增强相,分布在α-Fe基体中;冷却速度的变化对ZrC相的形态和数量均有影响,冷却速度越高,ZrC的尺寸越小,复合材料的硬度越大。     

原位生成铝基复合材料增强相的研究现状

介绍了原位铝基复合材料常见的陶瓷强化相、金属间化合物强化相及陶瓷-金属间化合物复合强化相，并就目前的研究现状进行了举例说明。反应合成的铝基复合材料具有常温力学性能高、高温性能好和耐磨性突出的优点，而存在的主要研究难题则是整个材料均质化方法不理想、生长机制等基础理论研究缺乏、反应伴生的化合物难以控制等。     

原位生成铝基复合材料增强相的研究现状

介绍了原位铝基复合材料常见的陶瓷强化相、金属间化合物强化相及陶瓷-金属间化合物复合强化相,并就目前的研究现状进行了举例说明。反应合成的铝基复合材料具有常温力学性能高、高温性能好和耐磨性突出的优点,而存在的主要研究难题则是整个材料均质化方法不理想、生长机制等基础理论研究缺乏、反应伴生的化合物难以控制等。