粉末锻造Fe–Ni–Cu–C–Mo齿轮材料热处理及性能研究

对Fe–Ni–Cu–C–Mo粉末锻造材料的锻后热处理工艺进行了研究,通过动态连续冷却转变试验绘制出该材料的连续冷却转变（continuous cooling transformation,CCT）曲线,指导材料锻后冷却工艺的选取。对Fe–Ni–Cu–C–Mo淬火试样进行不同温度的低温回火试验,探究不同回火温度对该材料微观组织与力学性能的影响。结果表明,当锻后冷却速率大于7.0 ℃·s?1时,Fe–Ni–Cu–C–Mo粉锻材料组织全为马氏体,硬度趋于稳定;在150 ℃和175 ℃回火,碳化物均匀地分布在马氏体板条内部,起到析出强化的作用,材料表现出优异的抗拉性能。     

Cu–(Fe–C)合金中Fe–C相的固态转变对其摩擦磨损行为及机理的影响

采用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米力学探针、力学性能测试以及室温摩擦磨损实验研究了Cu–(Fe–C)合金的铸态组织、形变态组织、Fe–C相形貌、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明，Cu–(Fe–C)合金中弥散分布着微米级和纳米级的Fe–C相，其中微米级的Fe–C相在淬火和回火过程中发生了固态转变，这种固态转变与钢中的马氏体转变和回火转变类似。合金先在850 ℃淬火，然后在200、400和650 ℃回火，Fe–C相由针状马氏体逐渐向颗粒状回火索氏体转变，Fe–C相纳米硬度分别为9.4、8、4.2和3.8 GPa，实现了对强化相硬度的控制。室温摩擦磨损实验结果表明，随着回火温度升高，合金的磨损机制逐渐由犁削向黏着磨损和大塑性变形转变，导致合金的耐磨损性能降低。这一结论可以为通过Fe–C相的固态转变的方法调控Cu–(Fe–C)合金的摩擦磨损性能提供参考作用。      

粉末热锻双层材料凸轮的显微组织与力学性能

以Fe–2Cu–1C基粉为凸轮内层材料,并以此基粉为原料加入Cr、Mo、Si等合金元素,作为凸轮外层材料,采用粉末锻造工艺制备双层材料凸轮,研究合金元素和锻造工艺对凸轮显微组织和力学性能的影响。实验结果表明:以Fe–2Cu–1C–1.5Cr–0.85Mo粉体作为外层材料,采用1050℃热锻的凸轮在密度7.56 g·cm–3时,抗弯强度、硬度和摩擦系数分别为1400 MPa、HRB 100和0.35;锻态组织为马氏体、贝氏体、屈氏体、合金块的混合组织。     

机械合金化与热等静压制备Cu–Cr–Mo合金

通过机械混合和机械合金化工艺制备Cu–9.3Cr–9.3Mo（质量分数）粉末,并利用热等静压压制Cu–Cr–Mo合金。采用X射线衍射和激光粒度分析等方法表征了粉末物相、组织分布和粒度;通过对相对密度、硬度、电导率等性能检测和微观组织观察分析了合金性能。结果表明,机械合金化过程可诱导Cu–Cr–Mo过饱和固溶体形成,合金的晶格畸变程度提高,晶粒尺寸和粉末颗粒尺寸减小,制备的合金块材硬度高,相对密度和电导率理想,综合性能优异。     

铁基温压烧结材料性能

研究了烧结密度、合金元素及其含量对铁基温压烧结材料性能的影响。结果表明, 温压铁基合金材料强度和硬度随着密度的增加不断上升。不同Ni含量的Fe xNi 0.5Mo 1Cu 0.5C(x=1.5、2、2.5、3、4)系合金的密度增加到7.45 g/cm3 左右时, 其烧结强度和硬度分别达到1 225~1 389 MPa和HB200~HB350。不同Cu含量的Fe xCu 0.5C(x=1、2、3)系合金的密度增加到7.45 g/cm3 左右时, 其烧结强度和硬度分别达到1 000~1 114MPa、HB150~HB200。Ni、Mo等合金元素具有优异的烧结强化效果。     

Ti（C,N）—Mo2C—Ni金属陶瓷的微观组织研究

本文用电子探针等对Ti（C,N）-Mo_2C-Ni的微观组织进行了分析。结果表明:其显微组织是不均匀的。对于Ti（C,N）陶瓷颗粒有固溶Mo、无固溶Mo及有周边组织SS相;某些区域Ni与Ti（C,N）有成分过渡;部分Mo还固溶于Ni中,但未见Mo_2C颗粒。关于Mo_2C的行为与机理有待于更进一步的研究。     

快速凝固Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金的显微组织和析出过程

利用X射线衍射、DSC、透射电镜和能谱分析研究了快速凝固Al 4Cu Mg 3Fe 4Ni (质量分数 )合金急冷态和退火态的显微组织 ,同时测定了该合金的显微硬度。结果表明 :快凝合金急冷态组织为过饱和α Al基固溶体和Al3 Ni相 ;当快凝合金经 4 0 0℃× 1h处理后 ,有少量S相 (CuMgAl2 )析出 ;快凝合金经 4 0 0℃× 9h处理后 ,出现了FeNiAl9弥散相 ;在合金组织中未见Al Cu Fe和Al Cu Ni相。随时效时间的增加 ,快凝合金的显微硬度不断增加 ,达到峰值后硬度缓慢下降 ,之后随FeNiAl9析出硬度又重新增加。     

Electrochemical Behavior of Bulk Amorphous Steel Fe55M2Cr12Mo10B6C13Y2（M=Ni, Cu, Nb）

 Fe55Ni2Cr12Mo10B6C13Y2,Fe55Cu2Cr12Mo10B6C13Y2 and Fe55Nb2Cr12Mo10B6C13Y2 alloys with diameter of 4mm were produced by copper mold casting. The role of alloying additions (Ni, Cu or Nb) on corrosion resistance of Fe55Nb2Cr12Mo10B6C13Y2, Fe55Ni2Cr12Mo10B6C13Y2 and Fe55Cu2Cr12Mo10B6C13Y2 alloys were studied by polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results show that Fe55Ni2Cr12Mo10B6C13Y2 and Fe55Cu2Cr12Mo10B6C13Y2 alloys can be cast into bulk metallic glasses. Fe55Ni2Cr12Mo10B6C13Y2 and     

机械合金化与放电等离子烧结制备WC颗粒增强Fe基合金的组织与力学性能

将Fe粉、Cu粉、Ni粉、Mo粉、C粉和WC粉混合,球磨40h后进行放电等离子烧结,制备WC颗粒增强Fe基合金,研究WC颗粒对球磨后粉末的形貌、相组成,以及WC颗粒含量(质量分数)对烧结合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:WC颗粒在球磨过程中起加强研磨的作用,经过40 h球磨后,Cu、Ni、Mo和C等合金元素完全固溶于Fe基体中。WC颗粒的添加有助于得到组织均匀、细小的Fe基合金,合金的微观组织以粒状珠光体为主,含有一定量的残余奥氏体、渗碳体/碳化物及WC颗粒;不含WC颗粒的合金和含10%WC颗粒的合金密度分别为7.79 g/cm3和8.09 g/cm3,均接近全致密。添加10%WC颗粒的合金具有较好的综合力学性能,硬度和抗弯强度分别达到54 HRC和2 780 MPa,比不含WC颗粒的合金硬度和抗弯强度分别提高6 HRC和488 MPa。但过多的WC颗粒反而使合金的抗弯强度下降。     

Cu基体表面PTA工艺制备Ni基耐磨层研究

采用等离子粉末堆焊(PTA)工艺在Cu基体表面制备了Ni基耐磨层,对该耐磨层的微观组织、相结构、元素成分、显微硬度性能及高温耐磨性能等进行了研究.结果表明:耐磨层与基体形成良好的冶金结合,稀释率仅为6%,且其显微组织细小,呈枝状晶形貌,硬质相呈弥散分布.耐磨层主要由y相固溶体、Cr23C6、Ni3Fe、和Cr7C3以及...     

AC-HVAF喷涂Ni60/WC复合涂层微观组织及冲刷磨损性能研究

利用先进的AC-HAVF喷涂技术在0Cr13Ni5Mo不锈钢上制备了Ni60/WC复合涂层。研究了其微观组织及耐磨性能。试验结果表明:涂层主要由Fe-Ni固溶体以及Cr0.19Fe0.7Ni0.11、WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2等相组成,未发现W2C以及W相;涂层与基体结合很好,涂层的孔隙率约2.5%;WC、M6C(Ni2W4C或Fe3W3C)、Cr26C3、CrB2硬质相弥散分布于涂层中,部分区域硬质相达到了200~800 nm;涂层具有优异的耐冲蚀磨损性能,其耐磨性较基体有很大的提高。涂层应用于水轮机叶片的修复,三个月汛期使用后涂层良好。     

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。     

TaC含量对TiCN基金属陶瓷组织与性能的影响

以TiC,TiN,WC,Mo,Co,Ni和Ta C为原料制备TiCN基金属陶瓷,结合XRD,SEMEDS和力学性能测试,研究TaC含量对TiCN基金属陶瓷物相组成、显微组织与力学性能的影响。结果表明:TiCN基金属陶瓷的硬质相为TiC_(0.7)N_(0.3),Mo C,TiWC_2和TiTaCN。粘结相Co,Ni固溶Ti,W,Mo,Ta元素形成Ti_(0.08)Ni_(0.92),TiCo_3,W_(0.15)Ni_(0.85),Co_(0.9)W_(0.1),Ta_(0.08)Ni_(0.92)和Mo_(0.09)Ni_(0.91)等。TiCN基金属陶瓷的显微组织由黑色相Ti(C,N)、灰色相(Ti,Mo,Ta,W)(C,N)和白色相(Ti,Mo,Ta,W)C-Co-Ni组成,形成黑芯-灰环及黑芯-白环-灰环包覆结构。随TaC含量增加,固溶相(Ti,Ta,W,Mo)(C,N)的含量与黑芯-白环-灰环包覆结构相增加,TiCN基金属陶瓷的抗弯强度提高,硬度略有下降。适宜的TaC添加量为9%,所得金属陶瓷的抗弯强度和硬度HV分别为1 299 MPa和1 252 MPa。     

热压原位合成（Cu-Mo）／Mo5Si3复合材料

为改善Mo5Si3的室温脆性,以Mo、Cu、Si粉体为原料,通过热压反应烧结原位合成制备了(Cu-Mo)/Mo5Si3复合材料。其微观组织由Mo5Si3和少量Mo形成的相和Cu基固溶体相两相组成,且各相分布均匀、组织致密。随着Cu含量(质量分数)的增加,Mo5Si3的体积分数减少,材料的硬度下降,而相对密度、抗弯强度和断裂韧度提高。Cu和Mo的协同增韧,加之Mo5Si3的高强度和高硬度使(Cu-Mo)/Mo5Si3复合材料具有良好的强韧性配合。     

放电等离子烧结原位制备MoSi_2陶瓷的显微组织与力学性能

以Mo、Si混合粉末为原料,采用放电等离子烧结技术原位制备MoSi_2陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电镜、维氏硬度计、电子万能材料试验机等,研究1 300,1 400和1 500℃下烧结的MoSi_2陶瓷物相组成、微观结构及力学性能。结果表明:MoSi_2陶瓷由MoSi_2和少量Mo_5Si_3/Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)及SiO_2组成;随烧结温度升高,第二相Mo_5Si_3/Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)含量增多,并发生Mo_5Si_3向Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)的相转变;第二相Mo_5Si_3/Mo_(4.8)Si_3C_(0.6)含量增多可细化基体组织,材料沿晶断裂的比例增加,具有一定的强韧化作用;1 500℃烧结的MoSi_2陶瓷综合性能最佳,其致密度为99.5%,维氏硬度为9.8 GPa,抗弯强度和断裂韧性分别为313 MPa和2.9 MPa·m~(1/2)。     

C与Cr含量对粉末锻造Fe–Cu–C–Cr合金组织和物理性能影响

通过改变粉末锻造Fe–Cu–C–Cr合金中C、Cr的质量分数，研究C、Cr含量对合金组织和物理性能的影响。结果表明：在不添加Cr的情况下，合金的组织主要为铁素体和渗碳体，合金硬度和抗拉强度随C含量的增加小幅增加，C含量对合金最终摩擦系数的影响不大；添加Cr元素后，合金密度降低，组织也较为复杂，合金硬度随Cr含量的增加而增加，最高可达HRA68.6。C和Cr共同影响合金高温抗拉强度，Fe–2Cu–0.5C–5Cr抗拉强度最高，为378 MPa。合金摩擦系数随Cr含量的增加而减小，当Cr质量分数为10%时，合金最终摩擦系数为0.195，磨损方式为氧化磨损和少量的磨粒磨损。     

Fe含量及摩擦组元对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

以电解Cu粉、还原Fe粉、石墨等为主要原料,采用粉末冶金加压烧结工艺制备了Cu基粉末冶金摩擦材料,研究了Fe含量及SiO2、Al2O3、SiC等摩擦组元对烧结合金的显微组织、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Fe主要影响摩擦材料的力学性能,随Fe含量的增加,摩擦材料的硬度、抗压强度和抗弯强度显著提高,Fe含量为15%(质量分数,下同)时具有高摩擦系数、较低磨损量和稳定的摩擦过程;添加摩擦组元SiC后的材料强度最高、摩擦系数最大、磨损量最小,但增加了对偶材料的磨损,加SiO2后材料摩擦系数最小、磨损量最大,Al2O3所起作用介于二者之间。     

合金元素对Fe基金刚石节块胎体组织及性能的影响

选取Fe、Cu、Sn、Ni四种金属粉末作为烧结金刚石节块的胎体材料,设计混料试验预测成分变化对胎体性能的影响规律。结果表明:胎体中主要含α-Fe相、γ（Fe,Ni）相、Cu_13.7Sn固溶体和Cu₃Sn化合物。随Sn质量分数的升高,Cu_13.7Sn固溶体减少,脆性Cu₃Sn相增多,当Sn质量分数增大到一定程度后,组织中Cu_13.7Sn固溶体全部转化成Cu₃Sn脆性相,因此,胎体硬度先增高后趋于稳定;Sn质量分数越高,胎体中脆性相越多,割裂基体,胎体抗弯强度下降。Ni易固溶于Cu、Fe中,产生固溶强化,Ni质量分数升高,胎体硬度和抗弯强度均有一定程度的提高;在Sn质量分数较低时,Cu质量分数越高,Cu_13.7Sn固溶体量越多,胎体硬度下降;在Sn质量分数较高时,Cu质量分数越高,组织中脆性Cu₃Sn相量越多,胎体硬度提高。Cu易与Ni、Fe形成置换式固溶体,产生固溶强化作用,Cu质量分数的升高对胎体抗弯强度有一定程度的提高。     

相图计算及其应用

综述相图计算方法的发展现状、相图热力学计算常用的相描述模型及常用的热力学计算软件,并以Cu–Fe–Mn和Fe–Mn–Ni体系为例重点介绍相图热力学计算在材料设计及制备中的应用。     

等离子弧喷焊Mo涂层微观组织结构及摩擦磨损性能研究

本文采用等离子弧喷焊技术,在45钢板材表面喷焊制备了Mo涂层,通过XRD对涂层物相组成进行了检测,利用SEM观察了涂层微观组织形貌,并对涂层的显微硬度和摩擦磨损性能进行了检测。研究结果表明,所制备的Mo涂层组织均匀致密,无明显孔洞、裂纹等缺陷,并与45钢基体实现了冶金结合;涂层主要物相为!-Fe固溶体,金属间化合物R-Fe_(63)Mo_3和μ-Fe_7Mo_6相;涂层硬度相对于基体提高了4倍;Mo涂层的相对耐磨性是45钢基体的15倍且摩擦系数降低了19%,磨损表面生成的MoO_3起到了润滑作用。