脱β层梯度硬质合金的制备及组织结构

采用1步烧结法,在原料粉末中添加中颗粒Ti(C,N)的情况下制备表面含脱β层的梯度结构硬质合金。分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及能谱技术(EDS)分析合金样品的微观组织、相组成及成分分布。结果表明,在1 420℃下真空烧结时,初始成分不含Ti(C,N)的合金样品的组织为均质结构,由WC,Co基粘结相及(Ti,W)C三相组成;初始成分含有Ti(C,N)的合金样品表层形成了脱β层,脱β层中仅存在WC,Co基粘结相2相,芯部的组织除WC,Co基粘结相及(Ti,W)C 3相以外,还存在少量近球形未溶解的Ti(C,N)核心。脱β层既是1个缺立方相层,也是1个富钴层。     

碳含量对脱β层硬质合金组织和性能的影响

本文通过一步烧结法制备了三种不同含碳量的WC-Ti(C,N)-(Ti,W)C-(Ta,Nb)C-Co脱β层硬质合金,通过扫描电镜(SEM),电子探针微区分析仪(EPMA)分析合金的微观组织和成分分布,以及测定维氏硬度HV30,断裂韧性KIC等性能指标,研究碳含量对其微观组织和物理力学性能的影响,研究结果表明:在三个合金的表层均形成了缺Ti,Ta,Nb的立方相,而富Co粘结相的脱β层。微量的C含量变化对合金的组织和性能产生重要的影响,合金的脱β层厚度和WC的平均晶粒度均随着C含量的增加而增大。随着碳含量的增加,维氏硬度HV30降低,断裂韧性KIC增加。     

Ti(C,N)含量和烧结温度对梯度硬质合金脱β层厚度的影响

以Ti(C,N)为N源,在脱氮气氛下烧结制备WC-TiC-Ti(C,N)-TaC-NbC-Co硬质合金,研究Ti(C,N)含量和烧结温度对脱β层厚度及合金微观组织与性能的影响。结果表明:随Ti(C,N)的质量分数从0.5%增加到1.5%,脱β层厚度持续增大。随烧结温度升高,脱β层厚度增大,增大的幅度随Ti(C,N)含量增加而增大。合金的密度、硬度和矫顽磁力不受Ti(C,N)含量的影响,但随烧结温度升高,合金的硬度降低、矫顽磁力变小、WC平均晶粒尺寸增大且直边化。脱β层中无明显的WC晶粒异常长大现象,脱β层厚度由Ti的扩散和N含量决定。     

钴相梯度分布硬质合金的研究

研究了双相梯度硬质合金基体η相的生成及钴相梯度分布的组织特征，并分析了其生成机理。     

表层脱立方相梯度硬质合金及其切削应用研究进展

对表层脱立方相梯度硬质合金的研究成果进行了总结。系统地介绍了化学成分、原料粒度、烧结气氛对表层脱立方相梯度硬质合金微观组织、元素分布和性能的影响,概括了表层脱立方相梯度硬质合金作为涂层基体应用及后续涂层梯度硬质合金刀具切削加工应用,并指出研究表层脱立方相梯度硬质合金表面处理技术是挖掘其应用潜力的重要方向。     

烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响

使用一步烧结法制备了表面含脱β层的梯度结构硬质合金,采用扫描电镜、X射线衍射仪、电子探针微区分析仪观察了梯度硬质合金的微观形貌、相组成及成分分布情况,分析了脱β层梯度结构合金样品的典型组织及烧结工艺对脱β层梯度硬质合金梯度结构的影响.结果显示:随着烧结温度的提高和保温时间的延长,脱β层的厚度均明显增加,且脱β层的厚度与保温时间的平方根基本呈线性关系;在同样的烧结工艺条件下,脱β层的厚度随着钴含量的增加而增大,随Ti(C,N)含量的增加而减小.     

烧结碳气氛对CVD涂层刀片基体脱β层厚度的影响

为了研究烧结气氛对硬质合金脱β层厚度的影响,本研究以WC、Co、Ti(C,N)、(Ti,W)C和(Ta,Nb)C粉末为原料,通过脱氮气氛烧结制备了WC-(Ti,W)C-Ti(C,N)-(Ta,Nb)C-Co梯度硬质合金,并分析了Ti(C,N)含量和烧结碳气氛对合金微观组织与性能的影响规律。结果表明,添加Ti(C,N)将促进立方相向合金内部扩散,钴往外的扩散驱动力增强,在合金表面形成岛状或层状覆钴现象。烧结气氛主要是通过合金表面的碳含量来影响液相和立方相的迁移来影响脱β层的形成,随烧结炉碳气氛升高,脱β层厚度减少,添加0.9%Ti(C,N)制备的梯度硬质合金在低、中、高3种碳浓度气氛中脱β层厚度分别为20.2μm、10.7μm、0μm,因此,碳浓度气氛是影响脱β层厚度的一个重要因素。     

齿轮渗碳层碳含量分布的电子探针定量分析方法探讨

表面碳含量、渗碳层深度、碳含量分布等因素对渗碳齿轮的性能影响重大。实验以两种不同渗碳工艺条件下的齿轮试样为研究对象,通过调整电子探针X射线显微分析仪工作条件,确定试样表面碳含量、渗碳层深度及碳含量分布状态的定量分析方法最佳条件为:加速电压10 kV,电子束流200 nA,束斑20 μm。同时,将两齿轮心部碳含量测试结果与火花源原子发射光谱仪测试结果进行了比对;将碳含量分布与硬度梯度进行了对照。结果表明:电子探针分析仪测试得到的心部碳含量值与火花源原子发射光谱仪测试值相近;电子探针测试的两试样碳元素分布趋势与在硬度计上检测的硬度梯度分布趋势相似。因此,利用电子探针X射线显微分析仪,不仅能准确测定渗碳层碳元素的含量,而且能直观地反映出各渗碳工艺条件下样件整个渗碳层碳元素含量的分布状况。     

Ti(C,N)含量对硬质合金脱β层的形成及其CVD涂层刀具切削性能的影响

本文通过改变原料中Ti(C,N)的含量(0.5%和1.5%)(质量分数,下同),采用一步烧结法制备了WC-Ti(C,N)-Nb C-Co脱β层硬质合金,并通过化学气相沉积(CVD)技术制备Ti N/MT-Ti CN/Al2O3涂层硬质合金,研究的目的是比较Ti(C,N)含量的微量变化对其脱β层硬质合金的微观组织和物理力学性能,以及其涂层刀具车削45#钢的使用寿命的影响。研究结果表明:在两种合金的表层均形成了脱β层,随着Ti(C,N)含量从0.5%增加至1.5%,脱β层厚度从11μm增加至35μm,另外,WC平均晶粒度从1.97μm减少至1.60μm;矫顽磁力HC和维氏硬度HV30提高,合金密度D和断裂韧性KIC降低。涂层刀片的切削试验结果表明:高Ti(C,N)含量制备的涂层刀片的耐磨性略微降低,而抗冲击性能明显提高。     

高强TRIP钢中合金元素的分布规律

利用电子探针、X-射线和Therm—Calc软件计算等方法研究了Si、Mn、Nb、V、AL、C等合金元素在高强TRIP钢各组织中的分布规律。研究结果表明：Si、V、Al等元素在铁素体中的固溶量大于在贝氏体中的固溶量,Mn、Nb在贝氏体中的固溶量大于在铁素体中的固溶量;Nb、Al等具有强碳氮亲和力的元素在测定区域内分布不...     

电子探针分析钢表面氧化铁皮的状态

利用电子探针(EPMA)对标准样品及待测钢板分别进行了状态分析试验,结果表明:电子探针可有效判定钢表面氧化铁皮中Fe元素存在的不同价态,其中Fe元素L_β/L_α峰强比对照法最为实用,即通过电子探针测试获得待测试样的Fe元素Lβ/Lα峰强比,然后将该比值与标准样品的Fe元素Lβ/Lα峰强比进行对照,即可判断待测试样氧化铁皮层内不同位置铁的价态,从而鉴定物相为Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO或单质Fe。经多次测试,Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、单质Fe 4种相的Fe元素Lβ/Lα峰强比分别为0.36、0.41、0.47、0.08,最大统计不确定度为0.02。依据Fe元素Lβ/Lα峰强比的差异,电子探针可对截面试样氧化铁皮的不同灰度区域进行物相鉴定,此外,还可对表面试样的氧化铁皮缺陷进行状态分析。     

焊接接头微区氢行为的研究 Ⅰ——焊接接头微区氢浓度分布

用离子探针测定了１０ＳｉＭｎＮｉＣｒ钢不同焊接条件下的焊接接头微区氢浓度分布，首次获得了真实的氢浓度分布图象。并讨论了氢在焊接接头的分布行为．     

TiN添加量对WC-TiC-TaNbC-10Co硬质合金组织结构及性能的影响

采用一步烧结法, 通过改变原材料中TiN的添加量研究其对硬质合金组织结构及性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线衍射分析仪、粗糙度测量仪、划痕测试仪等, 探究TiN添加量对WC-TiC-TaNbC-10Co硬质合金物理力学性能、微观组织结构、物相组成、表面形貌以及与涂层的结合力等性能的影响。结果表明: TiN添加量在0~1.6%范围内, 随着TiN添加量的增加, 合金的相对磁饱和强度和密度减小, 矫顽磁力增大、硬度和抗弯强度增大, 合金的脱β层厚度增加, 表面粗糙度先减小后增加, 与CVD涂层的结合力先增加后减小; 当TiN添加量为0.8%时, 合金与CVD涂层的结合力最好。      

电子探针定性分析图谱在锆合金/钨复合层界面处锡钨金元素判定的应用

锆合金/钨复合材料界面性能对其最终在核材料领域的应用产生重要影响。界面处的元素扩散行为是研究其服役过程中相变的基础。为了判定锆合金/钨复合层界面是否有W元素扩散,需要甄别锆合金中微量Sn元素与W元素峰位的干扰。Au元素峰位与Sn元素的高度重合需要对Au元素做进一步判定。电子探针(EPMA)全元素定性分析图谱能够提供元素峰位干扰的重要信息。W元素的M线系及L线系分别与Zr元素的L线系及Sn元素的K线系高度重合,通过对比锆合金侧不同位置的精扫测试结果,在PET以及PETH图谱中检测到W元素的Mα、Mβ信号,确认了在复合层界面处含有W元素,而在远离界面处不存在W元素。Au元素的Mα峰与Zr元素的Lβ峰重合,同时Au元素的Lα峰位置为88.402 mm又与Sn元素的Kβ₂重合。同样对比不同位置的精扫测试结果发现,采集到Au元素的X射线信号在不同位置保持一致变化。判定该材料中不含有Au元素,Au元素为误标。     

新型(Ti,V)C钢结硬质合金的制备及性能分析

以钛粉、钒铁粉、碳粉、铬铁粉、钼铁粉和铁粉为原料,用原位烧结法制备了(Ti,V)C钢结硬质合金.利用XRD、SEM和EDS等检测手段对合金的相组成、组织结构和微区成分进行了分析,并测定了合金试样的抗弯强度.结果表明:合金增强相(Ti,V)C的形态比TiC更为规则、圆整,合金具有较高的抗弯强度,断口形貌特征为硬质相解理、基体准解理及韧窝.     

LA-ICP-MS在锆石微区微量元素分析中的应用

采用UP 213 Nd：YAG固体激光剥蚀系统和X Series 2型ICP-MS,以NIST610为外标,Si为内标,分析了3个不同标准锆石样品GJ-1、Pleovice和Qinghu中元素的组成和分布。建立的方法分析USGS玄武岩标准玻璃样品BCR-2中的34种元素时,分析结果相对误差〈10%的有22种元素,〉25%的只有2种元素,相对标准偏差〈10%的有31种元素。3个不同标准锆石样品微量元素测定结果表明：各锆石样品的微量元素变化范围较大,从Hf在Pleovice锆石样品中的最高值26 099μg/g到La在GJ-1样品中的最低值0.007 7μg/g,相差可达7个数量级;总体上Qinghu锆石样品中的各元素含量都明显高于GJ-1和Pleovice样品;3个锆石样品的稀土元素球粒陨石标准化曲线也显示了不同的轻重稀土元素分异和Ce、Eu的富集异常;但对于单一锆石,其配分模式相似,这同时也表明所测数据的准确性。     

合金元素、加工与热处理对医用β型钛合金力学性能的影响及微观分析

研究了不同合金添加元素（Mo,Sn,Zr,Nb）、加工以及热处理对近β型医用钛合金力学性能和显微组织的影响规律,讨论了保持医用钛合金强度、弹性模量和塑性优良匹配的影响因素和解决办法。研究发现：Ti-Nb-Zr-Mo-Sn合金中增加Zr,Mo,Sn元素含量使合金强化,而增加Mo,Nb元素含量和热加工率利于降低弹性模量;经过固溶处理后强度和弹性模量降低,经时效处理后合金产生弥散强化和细晶强化使强度和弹性模量增加;热轧态和固溶状态下产生应力诱发马氏体而导致较低的屈强比和允许应变,利于二次加工和实际应用。     

40MnV钢中微合金元素氮-碳化物的析出行为

用Thermo-cale软件对微合金钢40MnV(%：0．36-0.40C，1．36～1.40Mn，0.8～0.9V，0.011-0．016Ti，0．021-0．045Al，0．007-0．016N)中的析出相进行计算，并用电解分析，X-衍射，透射电镜研究了析出相的成分、形貌和分布。结果表明，钢中少量的N和Ti可导致在固液两相区析出尺寸为50nm的粗大TiN粒。随温度降低，析出相尺寸逐渐减小到10nm以下，形状由方形变成圆形，且析出相中V和C含量增加，N和Ti含量减少。随着钢中铝含量的增加，VN析出量减少。