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。     

WC增强Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与性能研究

在三元硼化物Mo2FeB2基金属陶瓷的基础上添加不同量的WC进行真空液相烧结,并对烧成的试样进行表征。结果表明,添加WC颗粒不影响生成三元硼化物Mo2FeB2的原位液相反应过程,其可作为Mo2FeB2颗粒的形核中心,进一步促进材料烧结致密化,且WC颗粒与Mo2FeB2硬质颗粒形成结合良好的双硬质相,弥散分布在Fe基粘结相中,有效地增强了Mo2FeB2基金属陶瓷硬度及耐磨损性能。当WC添加量为20%(质量分数)时,材料硬度最高,达到HRA87.9,提高了7.2%,在砂轮对磨试验条件下其耐磨性最好,提高了10倍。     

Mo对TiC基金属陶瓷组织和性能的影响

通过对8种成分各异的试样进行强度、硬度测试以及全相和扫描电镜分析，研究Mo、WC、Co及Cr3C2对TiC基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响。结果表明：加入Mo，可提高液相对固相的润湿性，促进烧结致密化和细化晶粒，有利于合金强度和硬度的提高；但将在硬质相外缘形成一种比较脆的环形相（Ti，Mo，W）C组织，对合金强度带来不利影响。WC、Cr3C2和Co的加入可一定程度地降低环形相脆性的影响，改善TiC基金属陶瓷的力学性能。     

WC对TiC基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响

结合BSE显微组织观察、EDS能谱分析、XRD物相分析和力学性能测试,研究了WC添加剂含量对TiC基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,添加WC后TiC基金属陶瓷的硬质相包括白芯—灰环结构和黑芯—灰环结构,均为面心立方晶体结构。WC含量的增加有利于促进TiC基金属陶瓷显微组织中白芯—灰环结构的形成,进而提高材料的力学性能。但是随着WC含量的增加,溶解到粘结相中的碳化物含量增多,降温阶段析出的灰色环相厚度增加明显,脆性包覆环相不利于材料力学性能的提高。当WC含量为6%时TiC基金属陶瓷的力学性能最佳。     

TiC含量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织与力学性能的影响

在制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷原料中,添加3%~12%(质量分数)TiC微粉,经球磨、压制、真空烧结后,采用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了试样的显微组织和微区成分,采用硬度计和材料试验机检测其力学性能,并与砂轮对磨分析其耐磨性能。结果表明:添加TiC有助于细化Mo_2FeB_2基金属陶瓷的组织和提高其均匀性,TiC能大幅度提高Mo_2FeB_2基金属陶瓷的硬度、抗弯强度和耐磨性。     

Mo_2C/WC对金属陶瓷组织和性能的影响

以TiC、TiN、Mo_2C、WC、Co、Ni为原料,采用粉末冶金法制备Ti(C,N)基金属陶瓷。结合XRD物相检测、显微组织分析以及力学性能测试研究了Mo_2C/(WC+Mo_2C)对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着Mo_2C/(WC+Mo_2C)的增加,Ti(C,N)基金属陶瓷的硬度逐渐增加,抗弯强度先降低后增加。当Mo_2C/(WC+Mo_2C)=0.8时,Ti(C,N)基金属陶瓷的显微组织细化明显,综合力学性能最佳,维氏硬度(HV)为1 411.15,抗弯强度为1 053.7 MPa。     

TiC/NbC添加量对铁基复合材料显微组织及力学性能的影响

将不同添加量的TiC/NbC陶瓷颗粒(质量分数分别为50%、33.33%、25%、20%、16.67%)加入到铁基体中,采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了陶瓷颗粒增强铁基复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)以及能谱仪(EDS)对烧结试样的微观组织形貌进行表征,并对其相对密度和力学性能进行测试。结果表明,含16.67%TiC/NbC陶瓷颗粒的烧结试样相对密度最大,达96.78%,且拥有较高的维氏硬度和弯曲强度,分别为300 HV和400 MPa;试样断口表现出明显的脆性断裂特征。SPS快速烧结技术可使TiC/NbC陶瓷颗粒均匀分散在铁基体中,且增强体和铁基体界面结合良好。少量TiC/NbC陶瓷颗粒即可显著细化基体组织,增强铁基复合材料强度和硬度;随着TiC/NbC陶瓷颗粒含量的进一步增加,其对基体组织的细化作用减弱。     

Ni60-Cr_3C_2-WC/TiC等离子堆焊层耐磨性能的研究

本研究使用等离子堆焊技术,采用冶金结合的方式将Ni60、WC、Cr_3C_2和TiC等混合粉末以一定的比例熔覆在基体的表面,利用粉末材料的优良特性提高截齿性能。实验结果表明:堆焊层主要由Ni-Cr-Fe奥氏体相,硼化物硬质相、碳化物硬质相组成,由于这些相的存在,使得堆焊层硬度大大提高。3号试样显微硬度达到713.8HV,硬度最大;3号试样在180 min时堆焊层完全磨损,完全磨损时间最长;3号试样的耐磨性最强。     

Ti(C,N)基金属陶瓷中过渡族金属碳化物添加剂的研究进展

简述了Ti（C，N）金属陶瓷的典型结构，着重介绍了过渡族金属碳化物添加剂（如纳米TiC／TiN、MozC、WC、TaC、NbC、VC、Cr3C2等）对Ti（C，N）金属陶瓷材料微观结构和力学性能的影响。指出通过合理添加金属碳化物添加剂，可望制备出综合性能优异的Ti（C，N）金属陶瓷。     

(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织与力学性能的研究进展

(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷是重要的刀具及涂层材料。综述了国内外(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的研究进展,对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷的黑芯—白内环—灰外环和白芯—灰环显微组织结构特征进行了阐述。系统综述了TiC/TiN含量、Co、Ni粘结相含量、Mo、WC、VC、Cr_3C_2、TaC、NbC添加剂成分对(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并指出接下来的深入研究方向。结果表明:(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中芯—环相结构的形成受到原始粉体粒度的影响,当碳化物原始粉体为微米级时形成黑芯—白内环—灰外环结构;当碳化物原始粉体尺寸为亚微米及纳米时形成白芯—灰环结构。金属和陶瓷性能优势的结合依赖于显微组织的调控。多组元添加剂制备的复式(Ti,M)(C,N)基金属陶瓷显微组织中环相和芯相界面能的匹配、硬质相晶粒尺寸分布及取向分布等机理研究有待进一步深入。     

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。     

WC含量对TiB_2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响

采用粉末冶金法制备w(WC)为0～20%的TiB_2-WC-0.8Cr_3C_2-20(Co/Ni)(质量分数,%)金属陶瓷,研究WC含量对TiB_2基金属陶瓷微观组织与力学性能的影响。结果表明,随WC含量增加,TiB_2在黏结相中的溶解度降低,TiB_2/黏结相界面减少,使得TiB_2基金属陶瓷晶粒细化,晶粒尺寸更加均匀。此外,添加WC可显著改善TiB_2基金属陶瓷的力学性能。当w(WC)为15%时,金属陶瓷的性能最佳,硬度(HRA)、抗弯强度以及相对密度分别达到92.6±0.2、(1256±30) MPa和(99.65±0.20)%。但添加过量WC(w(WC)=20%)时部分WC相发生团聚并生成脱碳相W_2C,使得TiB_2基金属陶瓷的力学性能降低。     

用固溶体和单组元为原料制备的Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能

分别采用固溶体型TiC0.7N0.3和间隙相型单组元TiC、TiN为原料,制备TiC0.7N0.3-10WC-4Mo2C-3TaC-2.4Cr3C2-10Ni-10Co和TiC-10TiN-10WC-4Mo2C-3TaC-2.4Cr3C2-10Ni–10Co 2种Ti(C,N)基金属陶瓷,观察与分析这2种金属陶瓷的微观组织结构和力学性能。结果表明,尽管这2种金属陶瓷的硬质相与粘结相中化学组元的相对含量存在差异,但具有相同的物相成分,其中硬质相为含Ti、W、Mo、Ta、Cr的立方结构碳氮化物。与单组元原料相比,用固溶体型原料制备的金属陶瓷的微观组织结构均匀,硬质相的晶粒相对细小、芯–环结构完整、环部厚度适中,粘结相中Ti和Ta的含量与固溶度都较低,综合力学性能显著提高。从反应烧结过程中粘结相"触媒–联动"效应与反应扩散有序度的角度对这2种金属陶瓷的微观组织结构与性能的差异进行解释。     

添加铌强化Fe-Cr-C堆焊层的磨粒磨损性能

在Fe-Cr-C药芯焊丝中添加适量的铌铁粉,采用自动焊设备制备出含有适量硬质相NbC的堆焊层,分析了硬质相NbC对Fe-Cr-C堆焊层组织和性能的影响。研究表明,在Fe-Cr-C堆焊层中的M7C3尺寸略大,生成了硬质相NbC的堆焊层的初生碳化物尺寸均匀,分布更加弥散,含NbC的堆焊层硬度达到61.4HRC,与Fe-Cr-C堆焊层的52.8HRC相比提高了约16.29%,相对耐磨性提高43%。MC型硬质相NbC的显微硬度达到2 237HV。NbC断面呈不规则的多边形,呈团簇状聚集在一起,分布不均匀。     

稀释剂对原位合成TiC_p/钢基硬质涂层组织和性能的影响

为提高钢基硬质涂层的表面质量和显微硬度,采用真空消失模铸造法引发自蔓延高温合成(SHS)反应,在铸件表面制备原位合成TiC颗粒增强钢基硬质涂层。通过X-ray、OM、SEM、EDS及显微硬度测试等方法,研究了稀释剂TiC的加入量对钢基硬质涂层微观组织和力学性能的影响。结果表明:硬质涂层与基材之间呈冶金结合,涂层组织由TiC颗粒和α-Fe基体相构成;随外加TiC含量的增加,可降低燃烧反应温度,提高涂层组织致密度,原位合成的TiC颗粒细小呈圆球或近圆球形状,均匀分布在基体组织中,显著提高了TiC颗粒总体积分数和硬质涂层显微硬度,其中TiC加入量为10%(质量分数)时,涂层的综合性能最佳。     

TiC/ZrC添加量对TiC基钢结硬质合金组织与性能的影响

以TiC、ZrC为硬质相,加入Mo、Ni、C等元素,采用粉末冶金的方法制备了复合TiC-ZrC钢结硬质合金,研究了不同TiC/ZrC质量比对TiC基钢结硬质合金组织与性能的影响.采用扫描电镜对硬质合金试样组织进行了分析,并采用维氏硬度计、万能电子试验机等分别对试样的硬度、抗弯强度等力学性能进行了检测.结果表明:当TiC...     

VC含量对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织与性能的影响

通过反应硼化烧结法制备不同VC含量的Mo_2FeB_2基金属陶瓷试样,并对试样的显微组织和力学性能进行分析。结果表明:VC能有效细化Mo_2FeB_2基金属陶瓷的晶粒组织且均匀分布在基体中;试样的硬度和耐磨性随VC含量增加呈现先提高后降低的趋势,当VC的质量分数为9%时,试样的硬度最高,耐磨性能最好。     

Cr_3C_2和Ni对TiC基金属陶瓷组织性能的影响

主要研究Cr3C2和Ni在不同配比下烧结成TiC基金属陶瓷,利用洛氏硬度计测试硬度,利用扫描电镜进行显微形貌观察,利用能谱仪进行元素分布分析以及利用XRD衍射仪进行物相分析.研究表明,Ni作为粘结相分布在TiC基体的边缘,不同Cr3C2和Ni含量影响TiC基金属陶瓷组织形貌和性能的原因是由于不同新相的生成.     

VC对TiC基金属陶瓷显微组织与力学性能的影响

结合BSE显微组织观察、EDS能谱分析、XRD物相检测和密度、硬度、抗弯强度测试,研究了VC添加量在不同烧结温度下对TiC基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。研究表明:TiC基金属陶瓷显微组织中的芯相和环相具有相同的晶体结构。随着VC含量的增加,TiC基金属陶瓷显微组织中的环相有粗化的趋势,烧结温度提高时环相粗化明显。当烧结温度为1 340℃,VC添加量为4%时,TiC基金属陶瓷的综合性能较佳。     

碳含量对Mo2FeB2基金属陶瓷的影响

采用真空烧结工艺制备了4种不同碳含量0、0.25%、0.5%、1%(质量分数，下同)的Mo₂FeB₂基金属陶瓷，研究了碳含量对金属陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着碳含量的增加，金属陶瓷的液相形成温度降低，金属陶瓷的硬度和抗弯强度呈先增大后降低的趋势。当碳含量为0.5%时，硬质相和粘结相两相组织分布最为均匀致密，金属陶瓷的硬度和抗弯强度最佳(88.5 HRA, 1 858.5 MPa)。当碳含量增加到1%时，过量的碳与Fe形成了脆性Fe₃C相，导致组织粗化和力学性能降低。