模具用Ti(C,N)/Al2O3陶瓷材料的微观结构与力学性能

新型模具材料的开发是当前模具研究领域的重要内容之一.采用热压工艺制备了一种模具用Ti(C,N)/Al2O3复相陶瓷材料,并研究了该材料的制备工艺、微观结构和力学性能.研究表明以稀土氧化物为添加剂,Ti(C,N)/Al2O3陶瓷材料具有良好的微观结构和力学性能.抗弯强度、断裂韧度和硬度分别达到980 Mpa、6.0 Mpa·m1/2和19.2 Gpa,分别比纯Al2O3陶瓷材料提高96%、57%和5%.材料的增韧机理主要是裂纹桥联、裂纹偏转、裂纹分支以及部分纳米Ti(C,N)晶粒的晶内断裂机制.     

Ti(C,N)基金属陶瓷的研究

研究了合金组织及其含量、烧结工艺、热等静压等对Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）基金属陶瓷性能的影响。氮的加入形态、Ｎ／Ｃ、钼、镍、碳对合金性能都有影响。其中,Ｎ／Ｃ比值影响粘结相、硬质相的晶格常数及钼在粘结相和ＳＳ相的溶解量。当ＴｉＮ质量分数增加到２６％或镍质量分数增加到２５％时产生Ｎｉ３Ｍｏ相,缺碳则出现Ｎｉ３Ｔｉ相。真空烧结温度超过１４５０℃,ＴｉＮ分解,造成合金收缩率下降。热等静压处理后,抗弯强度提高了７０％     

烧结温度对Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷微观组织和力学性能的影响

以Ti(C,N)为基体相,HfN和WC为不同层的增强相,金属Ni和Mo为粘结相,采用交替铺层法制备素坯,并利用真空热压烧结技术制备Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷,研究了烧结温度对层状陶瓷微观组织和力学性能的影响。结果表明：随着烧结温度的升高,材料中的晶粒逐渐长大,在烧结温度为1350℃和1400℃时,材料的晶粒较小但分布不均匀,且存在较多的微缺陷;在烧结温度为1450℃和1500℃时,材料中的晶粒相对均匀（粒径～1μm）,微缺陷较少;在烧结温度达到1550℃时,材料中出现了大量粗大晶粒（粒径～2μm）。随着烧结温度的升高,层状陶瓷的抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度均先增大后减小。在1450℃下所制备的Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷具有较好的综合力学性能,其抗弯强度、维氏硬度和断裂韧度分别为(1263.6±17.1)MPa、(18.5±0.3)GPa和(8.2±0.1)MPa·m1/2。此外,Ti(C,N)-HfN/Ti(C,N)-WC层状陶瓷在断裂时表现为穿晶与沿晶并存的断裂模式。     

成型压力对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织结构和力学性能的影响

以Ti(C,N)为基体硬质相,Ni和Co为金属黏结相,WC、Mo₂C和TaC为第二相碳化物,借助真空热压烧结技术制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,探究了成型压力对金属陶瓷物相组成、微观形貌和成分、相对致密度、显微硬度、断裂韧性和抗弯强度的影响.研究结果表明：成型压力并未改变金属陶瓷的物相组成,所有试样均展现出典型的芯-环结构;无压成型烧结制备出的金属陶瓷不仅具有典型的黑芯-灰白双环结构,还呈现另一种白芯灰环结构.同时,金属陶瓷的晶粒度得到了细化.力学性能测试结果表明：成型压力达到8 MPa,金属陶瓷的相对致密度、显微硬度、断裂韧性和抗弯强度达到最大值,分别为99.1%,19.39 GPa, 7.84 MPa·m^1/2和1 488 MPa.金属陶瓷的断裂模式主要为沿晶断裂,并呈现较多的韧窝和撕裂棱.     

Al2O3含量对ZrO2/Al2O3陶瓷材料微观结构和力学性能的影响

以陶瓷纺织剪刀为应用目标。开发成功ZrO2／Al2O3复相陶瓷材料，并对其微观结构和力学性能进行了研究。结果表明。随着Al2O3含量的增加，材料晶粒逐渐减小，材料中t相ZrO2的含量呈上升趋势。这有利于材料断裂韧度和横向断裂强度的提高；当Al2O3含量（质量分数）为20％左右时，ZrCh／Al2O3复相陶瓷材料的综合力学性能最佳。     

化学成分对Ti（C,N）基金属陶瓷断裂韧性的影响

研究了化学成分对金属陶瓷断裂性和组织的影响,结果表明,当ＷＣ加和量为１０％,Ｍｏ的加入量为１５％时,可获得较高的断裂韧性,随ＮｂＣ,ＴａＣ或（Ｎｂ,Ｔａ）Ｃ的加入量增加,断裂韧性单调下降,金属相对陶瓷相润湿性的降低是导致断裂韧性降低的主要原因。     

激光熔覆制备Ti(C,N)颗粒增强金属基复合层的组织

采用高能束CO2激光在铸钢表面熔覆了含有碳氮化钛增强粒子的铁基熔覆层。利用X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)和透射电镜(TEM)对激光熔覆层的微观组织进行分析与研究。结果表明:先前加入的颗粒状TiN与石墨粉在激光熔覆过程中发生了反应,原位自生了新的颗粒状强化相Ti(C0.3N0.7)。熔覆层中Ti(C0.3N0.7)的形貌特征多呈尺寸不等近似菱形颗粒及其他不规则形状,尺寸大小在0.1～3.0μm,它们弥散分布在熔覆层(α-Fe)基体中,基体组织呈现出胞状树枝晶特征,熔覆层与母材形成良好的冶金结合。Ti(C0.3N0.7)颗粒与熔覆层α-Fe基体间界面干净光滑,结合紧密。     

纳米SiC对Ti(C,N)基金属陶瓷微观组织与性能的影响

以Ti(C,N),WC,Mo2C,TaC和Cr2C3等粉末为主要原料,Co和Ni作为粘结剂,添加0～11％(体积分数)的纳米SiC粉末作为增强相,制备Ti(C,N)基金属陶瓷,研究SiC含量对陶瓷材料显微组织、力学性能和高温抗氧化性能的影响.结果 表明,少量SiC不会改变金属陶瓷原有的相结构,而随SiC含量增加,环形相...     

双芯环结构Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备与性能研究

采用固相化学反应与碳热还原氮化相结合的方法, 将W、Mo、Ta等重金属元素与(C, N)复合, 制备得到(W, Mo, Ta)(C, N)粉末, 并利用高能球磨机与Ti(C, N)基体进行混合, 再经压制成型、低压烧结制备出具有双芯环结构的Ti(C, N)基金属陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析双芯环结构对Ti(C, N)基金属陶瓷微观形貌和力学性能的影响。结果表明, 在高温烧结过程中, 通过Ostwald溶解–析出机制所形成的双芯环结构可以阻止裂纹扩展, 达到增韧效果; 结果说明, 可通过优化Ti(C, N)基金属陶瓷材料的芯环结构, 达到增加金属陶瓷材料韧性的目的。     

钨渗铜材料室温力学性能与组织研究

分别从不同原料钨粉粒度和不同钨骨架密度的角度,对材料的室温拉伸性能进行研究,并结合SEM断口形貌观察,分析材料在室温状态的断裂形式及其变化规律。研究表明:(1)无论是用中颗粒还是细颗粒钨粉制备的钨渗铜材料,在83%的骨架相对密度下,材料的室温强度呈现出一个峰值;(2)在相近骨架相对密度的情况下,细颗粒钨粉制备的试样,其室温拉伸强度均明显高于相应中颗粒钨粉制备的试样;(3)对于钨渗铜材料,室温下的断裂形式为穿晶和沿晶断裂两种形式并存,并且随着骨架密度的提高,穿晶断裂的比例逐渐上升。对于相近骨架相对密度的两种试样,中颗粒试样比细颗粒试样具有更多的解理面。     

Microstructure and Mechanical Properties of Hot Pressed TiB_2－ZrO_2 Composites

ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＨｏｔＰｒｅｓｓｅｄＴｉＢ_２－ＺｒＯ_２ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＧｅＱｉｌｕ；ＨａｎＨｕａｎｑｉｎｇ；ＬｉａｎｇＸｉａｏｙｉｎｇ；ＷｕＷｅｎｆａｎｇ；ＷｕＷｅｉｈａｎｇＡｂｓｔ...     

反应合成AgSnO2材料的显微组织和力学性能研究

采用一种新的工艺(反应合成法)制备了AgSnO2电接触材料，并对AgSnO2材料进行了显微组织和力学性能研究。结果表明：采用反应合成技术可以在Ag基体中合成尺寸细小、界面新鲜的SnO2颗粒，微米级的SnO2颗粒是由纳米级的SnO2颗粒聚集而成。由于SnO2颗粒在Ag基体内部通过反应原位获得，增强了sn02颗粒与Ag基体的界面结合能，改变了Ag和SnO2的结合状态，使AgSnO2材料的加工性能和力学性能得到改善和提高。     

ZTA15Cr铸造钛合金材料的组织及性能

研究了ZTA15Cr铸造钛合金材料在铸造状态和热等静压状态下的力学性能和微观组织。结果表明,ZTA15Cr铸造钛合金在铸造状态下组织以马氏体＋晶界α＋针状α为主,强度高而塑性较差,力学性能数据分布离散性强,不能满足使用要求;经热等静压处理后,组织中的板条状α＋β交叉呈网篮状,塑性有较大提高,可满足航空航天对钛合金铸件的使用要求。     

2011易切削铝合金的微观组织结构与性能

采用力学性能测试、DTA热分析、X射线衍射物相分析和透射电镜分析技术研究了时效工艺对固溶-冷拉处理的2011合金显微组织结构特征和力学性能的影响。结果表明：合金的最佳时效工艺为170℃／8h。在此条件下,合金棒材的抗拉强度为472MPa,屈服强度为378MPa,延伸率为10．1％;合金的物相组成为铝基同溶体、低熔点相Pb2Bi3和Bi以及主要强化相CuAl2。球形低熔点共晶组成物（Pb7Bi3＋Bi）的熔化温度为156．02％,CuAl2相的析出强化以及低熔点共晶组成物（Pb7Bi3和Bi）的存在使合金同时具有较高的强度和良好的易切削加工性能。     

W-Ni-Fe高密度合金的力学性能与显微组织研究

研究了W—Ni—Fe系高密度合金的力学性能与显微组织，并分析了相关的变化规律，从而探索了制取高性能W—Ni—Fe高密度合金材料的有效途径。     

Microstructure and Mechanical Properties of Martensitic Stainless Steel 6Crl5MoV

Martensitic stainless steel containing Cr of 12% to 18%（mass percent） are common utilized in quenching and tempering processes for knife and cutlery steel. The properties obtained in these materials are significantly influ- enced by matrix composition after heat treatment, especially as Cr and C content. Comprehensive considered the hardness and corrosion resistance, a new type martensitic stainless steel 6Crl5MoV has been developed. The effect of heat treatment processes on microstructure and mechanical properties of 6Crl5MoV martensitic stainless steel is emphatically researched. Thermo-Calc software has been carried out to thermodynamic calculation; OM, SEM and TEM have been carried out to microstructure observation; hardness and impact toughness test have been carried out to evaluate the mechanical properties. Results show that the equilibrium carbide in 6Cr15MoV steel is M23 C6 car- bide, and the M23 C6 carbides finely distributed in annealed microstructure. 6Crl5MoV martensitic stainless steel has a wider quenching temperature range, the hardness value of steel 6Cr15MoV can reach to HRC 60.8 to HRC 61.6 when quenched at 1 060 to 1 100 ℃. Finely distributed carbides will exist in quenched microstructure, and effectively inhabit the growth of austenite grain. With the increasing of quenching temperature, the volume fraction of undis- solved carbides will decrease. The excellent comprehensive mechanical properties can be obtained by quenched at 1 060 to 1 100℃ with tempered at 100 to 150 ℃, and it is mainly due to the high carbon martensite and fine grain size. At these temperature ranges, the hardness will retain about HRC 59.2 to HRC 61.6 and the Charpy U-notch impact toughness will retain about 17.3 to 20 J. A lot of M23C6 carbides precipitated from martensite matrix, at the same time along the boundaries of martensite lathes which leading to the decrease of impact toughness when tempered at 500 to 540 ℃. The MaC precipitants also existed in the martensite matrix of test steel after tempered at 500 ℃, and the mean size of M3 C precipitates is bigger than that of M23 C6 precipitates.     

节镍型奥氏体不锈钢1Cr17Mn9Ni4N的组织和力学性能

从热处理工艺对室温拉伸性能的影响和试验温度对拉伸性能的影响两个方面分析了1Cr17Mn9Ni4N钢组织和力学性能之间的关系。试验结果表明：随着固溶处理温度(950～1075℃)的提高,强度降低、塑性提高;水冷或空冷对力学性能的影响不大;材料的锻比对力学性能具有一定的影响;与同类钢相比,1Cr17Mn9Ni4N钢具有优异的室温和低温力学性能。该钢在低温变形时的TRIP效应是低温综合力学性能良好的根本原因。