Si对无压自浸渗法制备SiCP/Al复合材料的影响

采用无压自浸渗法制备SiC颗粒增强Al基复合材料,研究了Si对SiC颗粒与Al液之间浸润性的影响。结果表明,在熔融铝液中添加Si可以降低金属溶液的粘度,改善其流动性,促进SiC颗粒与金属溶液之间的浸润性;Si的添加还可以抑制复合材料中AL4C3脆性相的产生,从而改善了SiC颗粒增强铝基复合材料的组织与性能。     

离心铸造工艺制备WC颗粒增强钢基回转体零件研究

通过改进现有悬臂式离心铸造机,成功制备了外径200 mm、内径140 mm、长150 mm的碳化钨颗粒增强钢基回转体复合材料.分析了增强颗粒在离心铸造中的受力情况,推出液态金属中的颗粒在离心力场下的运动规律.采用光学显微镜、扫描电镜和X射线衍射,分析了复合层中碳化鸽颗粒的分布规律,以及复合层的物相组成.结果表明,碳化钨颗粒体积分数在复合层中由内向外逐渐增加,其表层碳化钨颗粒复合层厚度约5 mm,颗粒与基材结合良好,没有夹杂、裂纹等缺陷;颗粒与颗粒之间无缠结团聚现象;颗粒周围部分溶解,复合层中存在Fe,W3 C相,颗粒与基材间形成冶金结合.     

碳化钨颗粒在WC/Fe基复合材料基体中的断裂和熔解

利用V-EPC铸渗法制备了碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料,结合差热分析测试,研究了碳化钨颗粒在基体中的断裂和熔解。结果得出,在铸渗过程中,温度的急剧变化所产生的热应力导致碳化钨颗粒在基体中发生断裂,而原始碳化钨颗粒的表面尖角促使其与基体间界面的平衡熔点降低,从而导致碳化钨颗粒发生熔解。结果还得出,可以通过改善碳化钨颗粒的导热性能和减少其显微缺陷来阻止碳化钨颗粒在基体中的断裂,同时可以通过控制原始碳化钨颗粒的表面质量和浇注温度来控制碳化钨颗粒在基体中的熔解。     

原位内生碳化钒颗粒增强铁基表面复合材料的研究

用SEM、XRD检测浇注凝固后位于铸型表面的复合粉料压坯组织结构的变化,证实用铸造烧结技术可以在铸件表面原位生成碳化钒颗粒增强铁基表面复合材料.探讨了粉料压坯快速完成钒的碳化反应和烧结致密化的机理,用MM200磨损试验机检测了碳化钒颗粒增强铁基表面复合材料的耐磨性.     

碳化钨/铁基铸造复合材料的抗冲蚀磨损性能

采用真空负压工艺获取碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料,分析复合层微观经组织结构,并模拟实际工况考察复合层的抗浆料冲蚀磨损性能。结果表明,碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料具有良好的组织结构和优异的抗冲蚀磨损性能,与高铬铸铁相比其抗冲蚀性是高铬铸铁的３￣４倍。     

不同覆盖剂对纯铜熔炼保护效果研究

以气-液传质理论为基础,采用高温电炉、定氧方法、化学分析、扫描电镜(SEM)等检验分析手段,研究无氧铜在无覆盖、固体氧化铝膜、硼砂-冰晶石、硼砂-炭黑保护条件下,金属铸样含氧第二相形貌、分布规律,氧化介质对铜液体系的传质规律。研究结果表明:无氧铜铸样晶内无第二相颗粒,无覆盖、氧化膜保护铸样中有大量的Cu+Cu_2O共晶,硼砂+冰晶石保护铸样存在网状Cu+Cu_2O共晶,硼砂+炭黑保护铸样由Cu、Cu+Cu_2O共晶组成。氧化膜增厚、破裂和Na~+传质是铜液吸氧的根本原因。     

碳化钨条填充法电弧堆焊工艺及堆焊层泥沙磨损研究

介绍 了铸造碳化钨条填充法电弧堆焊制备金属基碳化钨陶瓷复合材料耐磨层的基本过程，叙述了该方法堆焊工艺特点及电弧烧作用对碳化钨颗粒形状及性能的影响，结合堆焊工艺论述了复合材料堆焊层的成分和性能特点。对铸造碳化钨条填充法电弧堆焊制备的复合材料堆焊层进行了泥沙磨损试验，并将其耐磨性与焊条熔敷金属的耐磨性进行了对比。讨论分析了作为硬质相的碳化钨颗粒的基体对堆焊层抗泥沙磨损性能的影响。     

碳化钽颗粒原位增强铁基表面复合材料研究

利用铸造-热处理工艺原位反应生成了碳化钽颗粒增强铁基表面梯度复合材料。应用DSC、SEM和XRD等检测手段对该复合材料的反应温度、宏观组织、微观组织、矿物组成和微观硬度进行了确定和分析,并分析了该复合材料的形成过程和机理。结果表明:在1160℃保温1 h原位生成了碳化钽颗粒增强铁基表面复合材料,其表面梯度大致分为三层,分别是碳化钽纳米层、碳化钽微米层及碳化钽分散层;显微硬度值达到灰口铸铁的5.5～7.0倍,最大值为2123 HV0.02。初步机理分析认为,钽与碳之间的原位反应过程经过了溶解-扩散-原位反应-再扩散的过程。     

碳化钨颗粒增强铁基表面复合材料离心复合工艺

为了提高回转体零件的耐磨性能,延长其使用寿命,采用离心铸造复合工艺,以碳化钨为增强颗粒,HT200为基体,成功制备了外径为200mm,轴向长度为150mm的碳化钨颗粒增强铁基回转体复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜等分析方法对复合层颗粒与基体界面进行分析。结果表明,复合材料中复合层在轴向以及径向上均匀分布。颗粒与基材结合良好,无团聚现象。颗粒因为粒径大小的不同而发生溶解,并与基体形成冶金结合。     

弥散强化铜基复合材料的制备

为了改善铜-陶瓷颗粒界面的浸润性，提高铜与陶瓷颗粒的结合强度，用高速气流将陶瓷颗粒吹入熔融铜液中制备成弥散铜系列复合材料。结果证明，颗粒表面处理提高了复合材料的界面结合强度，并且使用复合弥散相，使复合材料在硬度、屈服强度、导电性能等方面均有不同程度的提高。     

WC颗粒增强高铬钢基表层复合材料的制备和组织

采用真空实型铸渗法(V-EPC)工艺,成功制备了以高铬钢为基材,WC颗粒为增强颗粒的表层复合材料。结果表明,用含有WC颗粒和高碳铬铁颗粒的预置块制备的不同WC颗粒体积分数的高铬钢基表层复合材料,WC颗粒均匀分布于复合层中,复合层在颗粒熔化、元素扩散互溶、金属液渗入的共同作用下形成由WC、W2C共晶组织,未溶解的高碳铬铁颗粒和各种析出的碳化物组成的组织。     

不同磨料粒度下WC体积分数对铁基表面复合材料磨损性能的影响

用负压铸渗工艺制备了WC/HT300基表面复合材料,研究了WC体积分数和冲蚀磨损浆料中的颗粒粒度对复合材料的抗冲蚀磨损性能的影响。对于同一种WC颗粒体积分数的复合材料,当浆料中的石英砂粒度大时,复合材料的体积磨损率较大,抗冲蚀磨损性能降低。WC体积分数为27%和36%的表面复合材料具有比其他WC体积分数复合材料优越的耐磨损性能;在磨料粒度为40~70目的工况下,WC体积分数为36%的复合材料,具有比体积分数为27%的复合材料优越的耐磨性能;但在磨料粒度增大到20~40目时,WC体积分数为27%的复合材料,具有比WC体积分数为36%的复合材料优越的耐磨损性能。     

Microstructure and wear properties of tungsten carbide reinforced steel matrix composites

WC（27%） reinforced steel matrix composites were produced by using an electroslag melting casting technique. The microstructure of the material was characterized using scanning electron microscopy（SEM）, optical microscopy and X-ray diffraction （XRD）. Energy dispersive spectroscopy（EDS） and transmission electron microscopy were performed to investigate the interracial composition between WC particle and steel matrix. The results reveal that the WC particles are partially melted into the steel substrate. At the same time, a reaction layer was detected along with the periphery of WC particle, which significantly enhances the bonding strength of the interface. A slipping wear （high stress abrasion） test was utilized to understand the wear behavior of this material. Abrasive experiment displays a better wear resistance than unreinforced steel matrix when coarse WC particles are dispersed into it. The coarse particles provide greater wear-resistance than the fine particles and operatively takes on the most applied loads. Additionally, the large particles have not been peeled during the wear process for a long time, which indicates the effect of interfacial reaction on wear behavior at the ambient temperature. A double carbide （Fe, W）3C is detected in the interface zone between particles and matrices using transmission electron microscopy.     

电冶熔铸WC/GCr15钢复合材料的摩擦磨损特性

选择大颗粒WC作增强相，采用电冶熔铸工艺制备了含27％WC粒子的WC／GCr15钢复合材料，观察了复合材料中WC颗粒与钢基体的结合情况；在MM-200型摩擦磨损试验机上研究了室温下复合材料同GCr15钢对摩时的摩擦磨损性能。结果表明：复合材料中的WC颗粒部分溶解于钢基体相，两相界面形成厚达数微米的反应层，有效地提高了界面结合强度。电冶熔铸WC／钢复合材料的耐磨性能比基体材料GCr15钢提高了5倍以上，扫描电镜下的磨痕照片显示：大颗粒WC承担了磨损的主要载荷，实验中没有发生明显脱落的现象，说明界面结合强度在提高复合材料磨损性能方面所起的作用。     

等离子熔覆添加碳化钨的铁基合金涂层的研究

为了提高钢铁材料表面的硬度和耐磨性,采用等离子弧在Q235钢基体上熔覆添加50%镍包WC的Fe-Cr-B-Si合金粉末,制备了具有冶金结合的复合涂层.采用SEM、EDS、XRD等研究了涂层的组织,利用显微硬度计测试了涂层的显微硬度分布.结果表明:Q235钢表面经等离子熔覆形成的复合涂层中,WC颗粒部分溶解于铁基合金,WC颗粒与涂层界面形成厚达数微米的反应层,有效提高了涂层与WC的界面结合强度.涂层由基体组织γ-Fe枝晶,颗粒状WC、Fe3W3C、Fe6W6C、W2C等相组成,其显微硬度可达560～820HV0.2.     

碳化钨增强钢铁基耐磨复合材料的研究和应用

评述了制备复合材料的铸渗法、粉末烧结法、堆焊法、电渣熔铸法等工艺方法,以及碳化钨和钢铁基体的选择、界面反应和强度、复合材料的性能和应用现状.重点介绍了粘结剂、其他添加剂、碳化钨颗粒形状、粒度及其分布、浇注温度等对铸渗工艺及其表面复合材料的影响.阐明铸渗法是一种有前途的制备工艺,自蔓延工艺和铸造工艺的组合有可能取得新的成效.指出复合层厚度在10 mm以上的铸渗工艺,工程化和产业化关键技术以及复合工艺的稳定化是今后的研发重点,表面耐磨复合材料较适用于零部件的局部磨损和低角度的冲蚀磨损,应据磨损工况来选择制备工艺及其复合材料.     

电冶熔铸WC/钢复合材料组织及耐磨性研究

用电冶熔铸的工艺方法制备了含40％WC颗粒的WC／钢复合材料。结果表明：WC颗粒在钢基体中发生了适当溶解，界面反应物在两相界面处构成反应层，极少缺陷的界面形态使WC颗粒与钢基体间有着良好的界面结合，有效地把外加载荷传递给WC增强颗粒。磨损试验后发现试验材料表现出了良好的耐磨性，磨损过程主要受硬质相WC颗粒脱落的控制，而高的界面结合强度减缓了WC颗粒脱落的速度。     

Ni对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响

利用铸渗法制备了WC颗粒增强钢基表面复合材料,通过金相、扫描电镜等测试手段,重点研究了预制层中添加Ni粉对WC/钢基表面复合材料组织和界面的影响。结果表明,随着Ni添加量的增加,铸渗层中WC颗粒数目逐渐增多,复合层与基材的过渡趋于平缓,表面质量也趋于完好。同时,随着Ni添加量的增加,过渡层的变化逐渐趋向平缓,基体中马氏体、残余奥氏体及共晶碳化物的数量逐渐增加,并且复合层表层硬度呈现递增的趋势。     

浸渗法制备ZTA陶瓷/铁基复合材料研究进展

浸渗法制备ZTA陶瓷颗粒增强铁基复合材料的研究取得了很大进展。针对陶瓷预制体制备,铁水对陶瓷预制体的浸渗,陶瓷与铁水的润湿性,复合材料界面结合,复合材料耐磨性等方面的研究进行了论述。解决铁水对预制体的润湿性是实现浸渗的先决条件,常用的方法有在陶瓷预制体中添加活性元素,通过化学镀、气相沉积以及包覆等方法对陶瓷表面进行改性等;在陶瓷与金属基体间形成过渡层可以改善结合界面的组织结构,促进陶瓷与金属基体形成冶金结合;铁水对陶瓷预制体的浸渗机理,以及ZTA陶瓷复合材料的耐磨机理尚需要深入研究。     

离心铸造WCp/钢基复合材料的组织及断口特征

研究了离心铸造工艺制备的WCp/钢基复合材料的显微组织及断口形貌.结果表明:离心铸造显著的细化了基体材料的组织结构,WC颗粒在复合材料中均匀分布,复合材料断口特征主要表现为脆性断裂,在断口上可以观察到WC颗粒开裂和界面脱粘现象.