外加法和原位法生成Al-8Fe/TiC复合材料显微组织的研究

通过外加法和原位生成法制备了常规凝固Al-8Fe/TiC复合材料材料,通过OM和TEM等手段研究了两种材料的显微组织,发现外加法制备的合金中TiC粒子比较粗大,而且TiC粒子容易产生聚集,在TiC颗粒与α-Al基体界面处有过渡层存在.而原位法生成的合金中TiC粒子细小,均匀分布于基体之上,而且和α-Al基体在界面处接合紧密,没有污染相和其它反应产物的生成.     

热处理对原位自生VCp/Fe复合材料组织和性能的影响

通过原位反应法制备了VCp/Fe复合材料,研究了热处理对其组织和性能的影响.结果表明,热处理可以改变复合材料的基体组织,得到珠光体、马氏体等不同组织,进而提高其硬度并改善韧性,保温时间对材料的性能有一定影响,调质处理得到最佳的强韧性配合.热处理对复合材料中的初始VC颗粒的形貌、分布、大小等没有明显的影响,但热处理过程中有二次VC颗粒的析出,对提高复合材料的增强效果有一定作用.     

热处理对原位自生VCp/Fe复合材料组织和性能的影响

通过原位反应法制备了VCp/Fe复合材料,研究了热处理对其组织和性能的影响.结果表明,热处理可以改变复合材料的基体组织,得到珠光体、马氏体等不同组织,进而提高其硬度并改善韧性,保温时间对材料的性能有一定影响,调质处理得到最佳的强韧性配合.热处理对复合材料中的初始VC颗粒的形貌、分布、大小等没有明显的影响,但热处理过程中有二次VC颗粒的析出,对提高复合材料的增强效果有一定作用.     

Ca对原位自生Mg2Si/ZM5复合材料组织与性能的影响

通过真空感应炉中氩气保护,在ZM5熔体中加入Si获得原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料.采用金相显微镜、环境扫描电镜、拉伸实验等研究了Ca对该材料组织与性能的影响规律.结果表明:Ca的加入改变了Mg2Si/ZM5复合材料中Mg2Si相的形貌,使其从不规则的汉字状变成较细小的多角形,从而改善了材料的力学性能;当加入0.05?(质量分数)时,复合材料的室温力学性能最好,屈服强度提高了10.4%,延伸率提高了52.4%;在200℃高温下,当含Ca0.05%～0.10%(质量分数)时其屈服强度和延伸率最好,分别提高了30.1%和92.3%.     

Si对原位自生Mg2Si/AM60复合材料组织及性能的影响

采用原位合成技术制备Mg2Si/AM60复合材料,研究不同Si含量对其组织及性能的影响.结果表明:镁合金中加入结晶Si后,出现短棒状及中国汉字状的Mg2Si相;当Si含量较高时,中国汉字状的Mg2Si相消失,变成不规则的块状.制备过程中对复合材料进行机械搅拌,Mg2Si相的分布较未搅拌更加均匀、弥散.复合材料的抗拉强度、硬度随Si含量的增加呈上升趋势,延伸率则下降.当Si量为1.0%(质量分数,下同)时,强度较基体提高12%,含量为5%时,硬度较基体提高48.6%.     

原位自生TiC/Fe复合材料的制备及组织形态研究

采用在普通45号钢的熔炼过程中加入Ti的方法,制备了不同成分的原位TiC/Fe复合材料,并观察分析显微组织,测定了性能。结果表明,简单的熔铸法可以制备不同体积分数的TiCp/Fe复合材料,复合材料中多数TiC以细小的规则三角形或四边形形状存在,且随Ti加入量的增加而增多,TiC含量达到一定含量时,还会形成棱面枝晶状TiC。材料硬度则随TiC含量增加而增加。当材料制备时只添加Ti,则TiC的形成,使得基体中碳含量的减少,从而使基体中的Fe3C减少或消失,其硬度随Ti含量的增加而先增后降,同时过量的Ti不仅形成缺碳的非计量比TiCx,还有形成条状的Fe2Ti金属间化合物。     

原位TiB2(p)/Fe复合材料的制备及其显微组织

利用Fe—Ti5—B熔体反应制备了TiB2颗粒增强铁基复合材料，研究了该材料的显微组织。热力学分析表明，Fe-Ti-B熔体具有反应生成TiB2的可能性。试验结果表明，TiB2颗粒均匀分布于α—Fe晶粒中，晶内TiB2粒子平均间距大于晶界。TiB2粒子尺寸大多为1-6μm，形状大多为接近等轴的多面体。     

原位TiC颗粒增强铁基复合材料及其组织形成机理

研究了反应铸造工艺制备的原位ＴｉＣｐ／Ｆｅ复合材料的组织和性能,并探讨了复合材料的组织机理。结果表明：原位合成的ＴｉＣ颗粒尺寸细小（４．４８μｍ）、数目多（２１６９个／ｍｍ＾２）且在珠光体基体中分布均匀;ＴｉＣ颗粒与基体的界面干净,无间隙和界面反应产物生成。这些组织特点使所制备的复合材料具有如下平均性能;硬度ＨＲＣ＝４２,。冲击韧性αｋ＝８．６Ｊ／ｃｍ＾２,抗拉强度σｂ＝４２２ＭＰａ,延伸率δ＝１     

化学成分对原位TiCp/Fe复合材料组织和性能的影响

系统地研究了化学成分对原位ＴｉＣｐ／Ｆｅ复合材料组织和性能的影响,并确定了该材料的最佳化学成分。结果表明：Ｔｉ是影响复合材料组织中ＴｉＣ颗粒形核率的关键因素,而Ｃ主要影响组织中ＴｉＣ颗粒的尺寸;在合金熔体中,加入一定量的Ｓｉ有利于ＴｉＣ颗粒的形成,而Ｍｎ主要用来细化珠光体基体。     

原位自生TiC和(Ti,W)C增强Fe基复合材料的研究

利用块体原材料原位合成10%TiC-Fe和(Ti,W)C-Fe两种复合材料,采用扫描电镜分析了复合材料的微观结构,利用X射线分析了相组成.结果表明,在TiC-Fe复合材料中,TiC作为唯一的第二相呈现粒状和条状两种形态.分析认为,粒状相为亚共晶相,而条状第二相为共晶相.通过用W替代部分Ti,成功地制备了10%(Ti,W)C-Fe复合材料,其中(Ti,W)C作为唯一的第二相比较均匀地分布在Fe基体中,其形态大部分呈粒状,条状相较少.在粒状(Ti,W)C相中,中心富Fe,而边缘W、Ti和C元素的分布是均匀的.与TiC相比,(Ti,W)C的密度更接近Fe,更适合作为大型铸件的增强相.     

Effects of technological parameters on microstructures and properties of in situ TiC_p/Fe composites

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＣｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄａｓｉｎｓｉｔｕｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｐａｒｔｉｃｌｅｉｎｍｅｔａｌｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[1～ 5] ,ｂｅｃａｕｓｅｉｔｈａｓｎｏｔｏｎｌｙｈｉｇｈｍｅｌｔｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ,ｈａｒｄｎｅｓｓ,ｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ,ｂｕｔａｌｓｏｍｏｒｅｎｅｇ ａｔｉｖｅｓｔａｎｄａｒｄＧｉｂｂｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｅｅｅｎｅｒｇｙ .Ｉｎｒｅｃｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓ[6～ 9] ,ｈｏｗｅ…     

磁化学熔体反应法合成TiB2/7055复合材料的组织和性能

通过磁化学熔体反应法在7055(Al?3%B)?Ti反应体系中成功制备TiB2/7055复合材料。利用XRD、OM和SEM等分析检测技术研究复合材料的相组成和微观组织。结果表明,脉冲磁场作用下生成的TiB2颗粒呈多边状或近球形,尺寸小于1μm,均匀分布于基体中。与未施加脉冲磁场的复合材料相比,施加磁场后α(Al)晶粒平均尺寸从20μm减小到约10μm,第二相从连续的网格状分布变为非连续性分布。在磁场作用下,复合材料的抗拉强度从310 MPa提高到333 MPa,伸长率从7.5%提高到8.0%。此外,与基体相比,在载荷为100 N,磨损时间为120 min时,复合材料的磨损量从111 mg降低到78 mg。     

激光熔炼W/W2Ni3Si金属硅化物“原位”复合材料的耐磨性

采用水冷铜模激光合金熔炼炉制备了以初生w树枝晶为增强相、以w2Ni3Si三元金属硅化物为基体的金属硅化物“原位”耐磨复合材料．分别在室温干滑动磨损及600℃高温滑动磨损条件下测试了上述W／W2Ni3Si金属硅化物“原位”增强耐磨复合材料的耐磨性，并讨论了其磨损机理．结果表明，上述金属硅化物耐磨复合材料在室温干滑动磨损和高温滑动磨损条件下均具有优异的耐磨性能．     

碳颗粒尺寸对自发渗透原位制备TiCp/Mg微观组织的影响

利用原位反应自发渗透技术制备了组织均匀且致密度高的TiCp/Mg复合材料, 研究了原位反应温度以及碳颗粒尺寸对制备的TiCp/Mg复合材料微观组织的影响.结果表明: 当使用大尺寸碳粒子(≤100μm)时, 随着反应温度的提高, 原位生成物TiCp的含量增加, 但有残留反应物Ti和C的存在; 碳粒子尺寸减小(≤30μm)时, 原位反应较完全, 不再有残留物存在; 原位反应产物组织中, 增强相TiCp主要呈互穿网络状、颗粒状以及片状等形态; 增强相的尺寸随碳粒子尺寸的减小而减小, 在碳颗粒尺寸为1.5μm时TiC更易呈现等轴颗粒状, 尺寸约为0.5～2.0μm.     

Formation and microstructure of an in situ aluminum composite by oxygen spray technique

In situ particulate-reinforced Al and Al-Mg matrix composites were successfully fabricated by an oxygen spray technique. The results indicate that Al₂O₃ and MgAl₂O₄ particles directly nucleate and grow via gas-liquid oxidation reaction. The Al₂O₃ particles with the size of 0.1 to 0.5 μm are formed into the Al melt, according to an appropriate system and processing parameters. The reinforcements show a good wettability with the matrix. The hot-rolling process results in an improvement of the uniformity of the particle distribution in the matrix and an increase in the hardness of the composites.     

原位反应合成TiC/Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金组织结构

以铁粉、钛铁粉、铬铁粉、胶体石墨和镍粉等为原料,原位反应合成了TiC/ Cr18Ni8不锈钢钢结硬质合金,并用SEM、XRD、显微硬度计等对烧结试样进行显微组织和显微硬度分析.结果表明,钢结硬质合金主要组成相为TiC和Fe-Cr-Ni固溶体,硬质相TiC颗粒细小,形状规则,大部分在1 μm以下;随烧结温度的升高,钢结硬质合金的孔隙度减小,密度和硬度升高,但TiC颗粒略有长大.在相同烧结条件下,C/Ti成分克原子比为0.9的钢结硬质合金的密度和硬度比C/Ti成分克原子比为1.0的钢结硬质合金高,所合成的TiC颗粒更细小,分布更均匀.     

激光原位制备Cr-Fe-Al-Ti-C复合涂层

用CrFe、FeAl、Ti和304不锈钢粉末为涂层原材料,在哈氏合金表面利用火焰喷涂和激光原位合成技术制备了Cr-Fe-Al-Ti-C复合涂层。借助光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度仪等分别对复合涂层表面宏观形貌、微观组织结构以及显微硬度进行了分析。结果表明,复合粉末CrFe、FeAl和Ti质量比为2:2:1时,涂层表面较光整,无气孔、裂纹和过熔等缺陷。激光原位合成含有Cr₂O₃、Al₂O₃、Cr₇C₃、SiC等硬质陶瓷相的3种复合涂层组织弥散均匀分布,无凹坑和裂纹等缺陷,复合涂层与基材形成了良好的冶金结合。3种复合涂层的显微硬度值较基材均有显著提高,最高达974.9 HV0.2,约为基材硬度的4倍。