VC对纳米TiN改性Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了添加0%～2.5%(质量分数)晶粒长大抑制剂VC对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明,添加VC后,组织中晶粒的芯部变小、环形相变薄,1.5%～2.5%VC的加入使材料的晶粒显著细化。添加VC可提高材料的抗弯强度和硬度,添加量为1%时,抗弯强度达到最大值1370MPa,添加量为2.5%时,维氏硬度达到最大值15.3GPa;适量添加VC可提高材料的断裂韧性,添加量为1%时,达到最大值8.6MPa·m1/2。VC添加量为0.5%时,材料维氏硬度和断裂韧性分别为14.4GPa和7.6MPa·m1/2,综合力学性能最好。     

Cr_3C_2对纳米TiN改性Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响

研究了添加0%～2.5%（质量分数）晶粒长大抑制剂Cr3C2对纳米TiN改性的Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明,添加Cr3C2后,Ti（C,N）基金属陶瓷的晶粒显著细化,抗弯强度也得到提高。Cr3C2添加量为1%时,抗弯强度达到最大值1407 MPa;添加适量Cr3C2可提高材料的硬度和断裂韧度,添加量为1.5%时,维氏硬度达到最大值15.8 GPa,添加量为1%时,断裂韧度达到最大值10.7 MPa.m1/2。     

铁镍比与VC对WC-15%(Fe,Ni)细晶硬质合金组织与力学性能的影响

利用OM、SEM、XRD进行微观组织与相组成分析,研究了铁镍比与VC对铁镍基硬质合金组织性能的影响规律。结果表明:添加质量分数0.5%的VC可显著提高合金硬度并细化组织,铁镍比越低,合金硬度提高幅度越大、组织细化效果越显著。当铁镍质量分数比为1∶5时,添加0.5%VC的合金硬度达91.5 HRA,WC平均晶粒度为0.6μm,相比于没有添加VC的合金,硬度增幅为4.7 HRA,WC晶粒尺寸降幅为2.4μm。当铁镍质量分数比小于1∶3时,VC的添加可提高合金抗弯强度,当铁镍质量分数比大于1∶3时,VC的添加反而降低合金抗弯强度。当合金中没有添加VC时,铁镍比的降低导致合金硬度下降,同时合金组织中的WC晶粒也明显粗化,这是由于WC在铁中的固溶度较小,铁含量的增加可有效抑制WC的溶解析出长大。当合金中添加VC时,铁镍比对合金硬度与晶粒度影响均较小,合金硬度均在91～92 HRA范围内,合金中WC平均晶粒度均为0.6μm。在合金抗弯强度方面,随着铁镍比的降低,有无添加VC的合金抗弯强度均整体呈先下降后上升的趋势,并分别在铁镍质量分数比1∶3与1∶2时达到峰值。综合来看,铁镍质量分数比1∶3,添加0.5%VC的合金具有最佳的综合性能,硬度达91HRA,抗弯强度达3 590 MPa,晶粒度0.6μm。     

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。     

Mo对燃烧合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷的影响

对Ｍｏ对燃烧合成非化学计量碳化钛基金属陶瓷的组织和性能进行了研究，结果表明，当Ｃ／Ｔｉ为０．４５时，反应物中添加Ｍｏ使烧烧合成金属陶瓷的粘结相由六方结构的ａ－Ｔｉ逐渐转变为体心立方结构的β－Ｔｉ；Ｍｏ在碳化钛晶粒和晶间粘结相内都有分布，碳化物晶粒细化；金属陶瓷的抗弯强度和红硬性提高，室温硬度降低。     

SiC晶须添加量对Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷组织和性能的影响

用粉末冶金法制备了Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷复合材料。使用XRD、SEM、硬度计和万能试验机等研究了Si C晶须添加量对Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明,Ti(C_(0.7),N_(0.3))基金属陶瓷具有明显、完整的"芯-环"结构,与未添加晶须的基体组织相比,添加了晶须的金属陶瓷组织中出现了"白芯-灰壳"结构,晶粒更加细化;随着晶须含量增加,金属陶瓷硬度下降,而抗弯强度和断裂韧性先升后降。当晶须添加量为1.5%时,金属陶瓷在硬度略微下降的情况下强韧性获得了最大提升,抗弯强度、断裂韧性分别达到1 620 MPa、12.2 MPa·m~(1/2),较未添加晶须时分别提高了13.3%和16.1%。     

碳纳米管添加量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和力学性能的影响

采用真空烧结工艺制备了Ti(C, N)基金属陶瓷,通过XRD、TEM和SEM等手段研究碳纳米管(CNTs)对金属陶瓷组织和性能的影响.结果表明:与未加碳纳米管的基体组织相比,添加CNTs的金属陶瓷组织中具有"白芯-灰壳"结构的小颗粒大大增加,金属陶瓷晶粒逐渐细化且分布均匀;当CNTs添加量(质量分数)为0.5%时,Ti(C, N)基金属陶瓷的硬度可达90.9HRA;金属陶瓷的抗弯强度比未加碳纳米管的试样提高14.1%,可达2 180.7 MPa,其强化机制主要为细晶强化;金属陶瓷的断裂韧性比未加碳纳米管的试样提高18.5%,可达14.7 MPa·m1/2,CNTs对金属陶瓷强韧化机制主要为桥联作用、拔出效应和裂纹偏转作用.     

Cr、Ni复合含量对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响

采用真空液相烧结法制备了Mo₂FeB₂基金属陶瓷,研究了Cr、Ni复合添加量对其组织,力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明：Cr、Ni的添加使金属陶瓷出现Fe₂₃B₆相、Cr主要固溶于Mo₂FeB₂硬质相中,Ni主要固溶于Fe基黏结相中;随着Cr、Ni含量添加,硬质相晶粒逐渐由柱状晶向等轴晶转变;当Cr、Ni添加质量分数为2.5%、2.9%时,金属陶瓷的孔隙率最小,致密度最高,硬质相颗粒和黏结相分布均匀;随着Cr、Ni添加量的增加,金属陶瓷的抗弯强度、硬度和断裂韧性均表现为先增大后减小,当Cr、Ni添加质量分数为2.5%、2.9%时,抗弯强度和硬度HRA达到最大值,分别为1 693 MPa、89.8,断裂韧性为18.3 MPa·m^1/2;随着Cr、Ni添加量的增加,金属陶瓷在质量分数为3.5%NaCl和1 mol/L H₂SO₄溶液中E_corr(腐蚀电位)正移、I     

VC和碳含量对超细晶硬质合金室温和高温性能的影响

以原位还原碳化技术制备的WC-8Co复合粉和VC粉末为原料,采用低压烧结技术制备出超细晶硬质合金。系统研究了VC添加量和复合粉中碳含量对硬质合金的相组成、显微组织、室温和高温力学性能的影响。结果表明:硬质合金的晶粒尺寸、硬度和断裂韧性主要受VC添加量的影响,且随VC添加量的增加呈单调变化;抗弯强度随VC添加量的变化趋势与碳含量有关;压缩强度随温度的变化呈现先降低后升高的趋势;当WC-Co复合粉的碳含量为5.60%～5.68%(质量分数)、VC添加量不超过0.5%时,可分别制备出室温抗弯强度为4482MPa和600℃下抗压缩强度为4914MPa的高综合性能的超细晶硬质合金。基于微观组织特征的分析,结合弹-塑性有限元模型对应力分布的模拟,对超细晶硬质合金力学性能的变化规律及影响机理进行了分析。     

VC对WC-6.5%Co硬质合金组织和性能的影响

研究了添加0～2.0%(质量分数)晶粒长大抑制剂VC对硬质合金组织和性能的影响。结果表明,VC的加入使合金的硬度提高,强度下降,WC晶粒尺寸从未添加VC的0.5～1μm减小到添加2.0%VC时的0.15μm左右。在WC与粘结相Co的晶界析出的脆性相(W,V)Cx起到了细化了WC晶粒的作用,但是由于其本身的脆性,使合金的强度下降。VC添加量为0.5%时,合金的硬度为93.0HRA,断裂韧性为11.2MPa.m1/2,其综合性能最高。     

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。     

陶瓷相原始粉末粒度对Ti（C，N）基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷和纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷试样和刀具。研究了陶瓷相粉末粒度对Ti（ C, N）基金属陶瓷显微组织、力学性能及其刀具耐磨损性能的影响。结果表明,超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷和纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷的硬质相均具有黑芯/灰壳和白芯/灰壳两种显微结构。超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷中白芯/灰壳结构硬质相晶粒较多,而纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷中硬质相晶粒主要为黑芯/灰壳结构。与超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷相比,纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷具有较高的抗弯强度和断裂韧度以及较低的硬度和孔隙度。纳米改性Ti（ C, N）基金属陶瓷刀具具有较长的使用寿命,约为超细晶Ti（ C, N）基金属陶瓷刀具使用寿命的2．3倍。     

渗硼对Ti(C,N)基金属陶瓷抗热震性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,并对其进行了固体渗硼。研究了渗硼后金属陶瓷的显微组织和力学性能以及渗硼对抗热震性能的影响。结果表明,Ti(C,N)基金属陶瓷的渗硼层由硼化物层、扩散层和基体区组成;渗硼使金属陶瓷的表面硬度提高,抗弯强度降低,使导致金属陶瓷热震残留强度急剧下降的临界热震温差降低约100℃;渗硼使Ti(C,N)基金属陶瓷热震后的残留强度降低,主要是分布不均和形状不规则的孔洞所致;当热震温差较小时,渗硼使金属陶瓷表面萌生热震裂纹的孕育期延长,从而推迟了主裂纹的形成;而热震温差较大时,经渗硼的金属陶瓷热震裂纹扩展较快,易形成龟裂。     

Effect of RE element Y on properties of Ti(C, N)-based cermet

The effect of RE element Y on the microstructure and properties of Ti(C, N)-based cermet has been investigated. Yttrium can refine the particles of carbide phase because it can purify the interface between binder phase and carbide phase, and increase the thickness of rim phase slightly. The effect is in the most evidence when the mass fraction of Y is 0.8% and when the transverse rupture strength and the hardness of Ti(C, N)-based cermet are maximal.     

稀土元素Y对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

研究了稀土元素 Y对 Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织和性能的影响。 Y在 Ti(C,N)基金属陶瓷中可以起到净化粘结相 /硬质相界面的作用 ,并使其包覆层的厚度略有增加 ,从而使硬质相颗粒得到细化。当 Y含量为 0 .8wt%时细化效果最明显 ,此时 Ti(C,N)基金属陶瓷的抗弯强度和硬度值最大。     

球磨工艺对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

采用粉末冶金法制备了Ti(C,N)基金属陶瓷。重点研究了球磨工艺包括球料比、球磨转速以及球磨时间对Ti(C,N)基金属陶瓷的组织和性能的影响。采用XRD、SEM等分析手段对制备的金属陶瓷进行了分析。研究结果表明:球磨时在球料比为7:1,抗弯强度最高;转速为400 r/min,抗弯强度为1176.4 MPa,断裂韧性12.0 MPa·m~(1/2);混料时间为24 h,抗弯强度和断裂韧性均最高,分别达到1169.2 MPa和10.5 MPa·m~(1/2)。     

Mo_2C对Ti(C,N)基金属陶瓷腐蚀性能的影响

通过静态浸泡腐蚀和动电位极化两种方法,研究了Mo2C对Ti(C,N)基金属陶瓷在NaOH溶液中腐蚀性能的影响。实验结果表明:Ti(C,N)基金属陶瓷的耐蚀性明显优于WC-Co硬质合金;添加Mo2C可以大幅度提高Ti(C,N)基金属陶瓷的机械性能,硬度从91.2到94.0 HRA和抗弯强度从930到1 350 MPa,但会降低金属陶瓷的耐蚀性能;由于Mo2C的加入,会使金属陶瓷的动电位极化曲线出现两个钝化区,但是两个钝化区域的电流均未达到真正的钝化电流(10-5A/cm2),因而这些钝化现象均为伪钝化;在经动电位极化后的试样表面,粘结相Ni和白色的内环相均会被腐蚀,其中内环相为富Mo的(Mo,Ti)(C,N)固溶体,其耐腐蚀性较未溶的Ti(C,N)芯更差。随着Mo2C添加量的提高,内环形相的厚度随之会增加,从而降低了Ti(C,N)基金属陶瓷的耐蚀性能。     

Ti(C,N)基金属陶瓷材料显微结构与性能研究进展

对国内外近年来有关Ti(C,N)基金属陶瓷材料的显微结构与性能的研究成果进行了总结。首先,介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的发展史;Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构、力学性能,以及显微结构与其性能的关系等。其次,列举并比较了不同的烧结方法所制备的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的力学性能;结果表明:微波烧结和放电等离子烧结技术在较低的温度就可以成功烧结高硬度、高抗弯强度与断裂韧性高的产品,但实际生产中,这类技术还没有广泛被应用,应用最广的是真空烧结方法。最后介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的今后的研究趋势。