原位生成TiC/Cr19Al3钢结硬质合金材料的制备与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应生成TiC/Cr19A13钢结硬质合金.并对所制备的试样进行组织结构分析.结果表明:反应生成的钢结硬质合金主要相组成为TiC Fe-Cr固熔体,所生成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大.当加入一定的钼与硼后,钢结硬质合金的致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀.     

原位合成TiC/Cr19Al3钢结硬质合金组织与性能

以钛铁粉、铬铁粉、铁粉、胶体石墨等为原料,原位反应合成了TiC/Cr19Al3钢结硬质合金,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪和洛氏硬度计等对所制备的试样进行了组织结构分析.结果表明,所反应合成的钢结硬质合金主要相组成为TiC Fe-Cr固溶体,合成的硬质相TiC颗粒细小,随烧结温度升高TiC颗粒略有长大.当加入一定量的钼与硼后,钢结硬质合金致密度和硬度提高,TiC颗粒尺寸减小,分布更均匀.     

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.     

TiC含量对微波烧结钢结硬质合金组织及性能影响

以铁粉为基体,TiC颗粒为增强相,通过球磨、压制成型,微波烧结制备出TiC钢结硬质合金。结果表明,在1400℃微波烧结时,TiC颗粒与Fe具有良好的润湿性和流动性。随TiC含量升高,合金的晶粒逐渐变得均匀细小,合金的相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,相对密度和抗弯强度在TiC含量5%时达到最高值,分别为94.61%和1327.20 MPa,显微硬度在TiC含量10%时达到最高值,为760 HV。随TiC含量增加,钢结硬质合金的断裂方式由韧性断裂向脆性断裂过渡。     

TiB_2含量对钢结硬质合金组织及性能的影响

以Ti粉、B粉、还原铁粉与羰基铁粉为原料,使用微波烧结技术原位生成了TiB_2钢结硬质合金,并研究了TiB_2含量对其组织及性能的影响。通过X衍射分析仪、扫描电镜、能谱分析仪对钢结硬质合金的物相、显微组织和元素分布进行了表征,采用显微硬度计和摩擦磨损试验仪对TiB_2钢结硬质合金的显微硬度及耐磨性进行了测试。结果表明:微波烧结技术可以制备颗粒细小的TiB_2钢结硬质合金,其相对密度均达到95%以上。随着TiB_2含量的增加,硬度显著提高,含量为40%时硬度达到1108HV0.1;随着TiB_2含量的增加,摩擦系数变化不大,但磨损体积减小,且磨损方式为粘着磨损。     

钢结硬质合金中的硬质相

钢结硬质合金由硬质相和合金钢基体相构成,其所含硬质相的性质影响着钢结硬质合金的性质。本文讨论了硬质相的性质、硬质相同钢基体的相互作用以及硬质相数量的变化对合金性能的影响。这些硬质相包括WC,TiC,WC-TiC,Mo_2C,TaC,NbC,TiB_2等,其中以TiC,WC作硬质相的钢结硬质合金已有许多牌号。而Ti(C,N)钢结硬质合金还在研究之中,国外已有这方面的报道。除WC,TiC以外的其它硬质相在硬质合金中表现出不同的性质,但这是否适合于钢结硬质合金还有待于进一步研究。     

(Ti,V)C原位烧结钢结硬质合金热处理后的组织与性能

以钛粉、钒铁粉、铬铁粉、钼铁粉、铁粉及石墨粉为原料,在真空烧结炉中原位合成了(Ti,V)c钢结硬质合金.研究了(Ti,V)C钢结硬质合金的热处理组织及力学性能.结果表明,该钢结硬质合金在1000℃淬火后的组织为片状马氏体+(Ti,V)C硬质相颗粒+少量未溶碳化物;经1000 ℃淬火+500℃回火时发生二次硬化现象,硬度达86 HRA左右,抗弯强度达1540MPa,其断口形貌为硬质相解理、基体准解理及韧窝;经1000℃淬火+250℃回火、1000℃淬火+500℃回火后该硬质合金的耐磨性分别是经深冷处理高铬铸铁的3.8和3.5倍,其磨损机理是基体形变磨损和硬质相脱落.     

TiC钢结硬质合金表面特性

选用不同TiC含量的钢结硬质合金在900、1000和1100℃下分别进行30、60、90和120 min抗氧化性能研究;采用CHI电化学工作站分析系统测试不同TiC含量钢结硬质合金在pH=1的H2SO4溶液,pH=7的NaCl溶液和pH=13的NaOH溶液中的极化曲线。结果表明:添加TiC钢结硬质合金比未加TiC的钢结硬质合金抗氧化性能好,其中10%TiC钢结硬质合金抗氧化性最好。随着温度的升高,TiC钢结硬质合金越容易被氧化,其氧化产物主要是Fe2O3,其次还出现了TiO2和Fe2TiO。5%TiC钢结硬质合金表现出耐蚀性能最好,20%的TiC钢结硬质合金耐蚀性能最差。     

铸造烧结TiC钢结硬质合金/多元低合金钢复合界面及组织的研究

在研究烧结坯体压制工艺和铸造烧结工艺的基础上,采用铸造烧结法在多元低合金钢基体上,复合了2～4mm厚的铸造烧结TiC钢结硬质合金层.利用扫描电子显微镜和XRD等方法研究了烧结结合界面以及复合层组织和成分.结果表明:铸造烧结TiC钢结硬质合金复合层与基体材料结合界面存在明显的过渡层,为冶金结合;铸造烧结层中硬质相主要为TiC颗粒,其形状近似球形,颗粒直径在0.5～2 μm,体积分数约为50％～60％,均匀分布在粘结相中;粘结相为Fe-Cr的固溶体,含有少量Cr3C2和Cr7C3等烧结过程中形成的碳化物.     

TiB_2钢结硬质合金摩擦磨损行为

利用Ti粉,B粉,还原铁粉与羰基铁粉为原料,使用微波烧结技术原位生成TiB_2钢结硬质合金。采用摩擦磨损实验仪对TiB_2钢结硬质合金耐磨性进行测试。结果表明:原位合成TiB_2钢结硬质合金由TiB_2,Fe_2B和α-Fe物相组成;随着TiB_2含量的增加,钢结硬质合金的相对密度与显微硬度均提高;TiB_2含量对钢结硬质合金摩擦系数无明显影响,但随着TiB_2含量的增加,磨损体积逐渐降低,耐磨性提高;随着载荷与转速的增加,TiB_2钢结硬质合金摩擦系数均逐渐降低,磨损体积均逐渐增加,磨损率升高;其磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损。     

GT35钢结硬质合金冷作模具复合强韧化处理

<正> GT35钢结硬质合金适宜制造以磨损为主要失效形式的冷挤压模、冷镦凹模、落料模、冲孔模,切边模、压弯模、拉伸模等各种冷作模具。GT35钢结硬质合金成分见表1。 GT35钢结硬质合金以高熔点TiC金属碳化物为硬质相,以铬钼中合金钢为粘结相,采用粉末冶金烧结而成。钢中化学元素     

TiC/Fe-Ni金属陶瓷复合涂层反应等离子喷涂研究

以钛铁粉、镍粉、铁粉和碳的前驱体(蔗糖)为原料采用前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Ni-C系反应热喷涂粉末,并通过等离子喷涂(RPS)技术原位合成并沉积了TiC/Fee-Ni金属陶瓷复合涂层.采用XRD、SEM和EDS对喷涂粉末和涂层的成分、组织结构进行了分析.研究表明该反应喷涂粉末粒度均匀、无有害相生成;所得涂层由不同TiC颗粒含量的TiC/Fe-Ni复合片层组成;TiC颗粒大致呈球形,粒度呈纳米级;所获涂层在相同条件下耐磨性是Ni60涂层的7倍.     

Al含量对TiC-Fe钢结硬质合金组织与性能的影响

为开发新型TiC基钢结硬质合金,采用Fe2Al5预合金粉末添加方式和普通液相烧结法制备不同Al含量(占粘结相含量的0、0.77%、1.54%、2.3%,质量分数)的TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金。探讨Al含量对TiC-65%(Fe-Cr-Mo-Al-C)钢结硬质合金的组织与性能的影响规律;并考察Al含量对合金的烧结性、相种类及硬度的影响规律。结果表明:随Al含量的增加,Fe-C合金的包晶反应温度点降低,包晶反应区间、BCC铁素体区和低温区的κ-碳化物沉淀区扩大;合金的硬质相TiC形貌及分布相近,且Al主要是溶解在粘结相中;合金的铁磁性与粘结相中奥氏体数量有关,随Al含量的增加,淬火+回火态合金的硬度增加;其断裂韧性、抗弯强度在Al含量为1.54%时达到峰值。     

TiC-高锰钢结硬质合金显微组织分析

借助于光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针等手段,对TiC-高锰钢结硬质合金的组织、元素分布、硬度和断口形貌进行了分析研究.结果表明,TiC-高锰钢结硬质合金中的硬质相TiC颗粒细小且分布均匀;液相烧结过程中,Mo原子从铁基合金中扩散到TiC颗粒边缘,形成包覆结构,可改善液相对TiC的润湿性:同时这种结构可抑制TiC颗粒的互相靠拢,不至于过分长大,起到了细化碳化物粒子的作用.     

原位烧结合成(Ti,V)C/Fe复合材料的组织及形成机理

以钛粉、铁粉、钒铁粉、铬铁粉、钼铁粉及石墨粉为原料,通过原位烧结制备了(Ti,V)C/Fe复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱EDS分析了材料的组织结构.结合差示扫描量热法分析(DSC)和高温x射线衍射分析研究了Fe-Ti-V-C体系原位烧结的动力学过程.结果表明:(Ti,V)C/Fe复合材料致密化程度高.增强相(Ti,V)C的形态比TiC更规则,TiC颗粒中存在富Mo的"环形结构",而(Ti,V)C中没有"环形结构".合成(Ti,V)C/Fe复合材料的动力学过程为:在770℃左右发生钒的碳化反应生成VC,1140.4℃时发生Ti的碳化反应生成TiC,随着温度升高,VC和TiC发生固溶反应形成(Ti,V)C固溶体.在1400℃烧结时,硬质相(Ti,V)C(或TiC)在液相中根据Gibbs-Thomson效应,按照小颗粒不断溶解,大颗粒相应粗化的模式长大.     

以沥青为前驱体制备TiC/FeCrNi反应火焰喷涂复合涂层

以钛铁粉、CrFe粉、羰基镍粉和碳的前驱体（石油沥青）为原料,通过前驱体碳化复合技术制备了Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末,并通过普通火焰喷涂成功地合成与沉积了TiC/FeCrNi复合涂层.采用XRD和SEM对喷涂粉末和涂层的相组成和显微结构进行了分析,同时对涂层耐磨性能进行了对比研究.研究结果表明：采用前驱体碳化复合技术制备的Ti-Fe-Cr-Ni-C反应喷涂复合粉末粒度均匀、无有害相生成;所制备的TiC/FeCrNi复合涂层由不同含量TiC颗粒分布于金属基体内部而形成的复合强化片层叠加而成,TiC颗粒呈纳米级;基体由（Fe,Cr）和Cr0.19Fe0.7Ni0.11两相组成;相同条件下,所获TiC/FeCrNi复合涂层磨损体积大约是常规火焰喷涂Ni60涂层的1/8.     

原位反应合成稀土改性TiC钢结硬质合金的组织与性能

以钛铁粉、纯钼粉、纯铬粉、鳞片状石墨粉、羰基铁粉等为原料,采用原位反应合成的方法制备了TiC钢结硬质合金。采用丁苯橡胶和环烷酸稀土的混合物为成形剂,以引入稀土Ce元素对烧结材料进行改性。采用扫描电子显微镜(SEM)观察了烧结合金的显微组织,并对合金的密度(相对致密度)、硬度、极限抗弯强度进行了检测。结果表明:加入稀土元素后,烧结合金组织中的碳化钛颗粒均匀而细小,合金的密度(相对致密度)提高了3%;抗弯强度达到了1 780 MPa,比未加稀土元素的烧结合金提高了22%左右。因此,在原位反应合成中,稀土元素能够显著细化合金的组织并提高了烧结材料的性能。     

微波烧结温度对TiB_2钢结硬质合金组织及性能的影响

利用热力学分析Fe-Ti-B体系反应生成TiB_2的可能性,运用DSC曲线确定原位反应温度,并采用微波烧结技术原位合成TiB_2钢结硬质合金。通过光学显微镜、扫描电镜、能谱分析仪分析微波烧结温度对原位合成TiB_2钢结硬质合金组织的影响,采用显微硬度计和万能试验机对TiB_2钢结硬质合金的显微硬度及抗弯强度进行检测分析。结果表明:Fe-Ti-B体系在637.8℃即可发生原位反应,体系中反应生成物相主要为TiB_2和Fe_2B相。随着烧结温度的升高,硬质合金的密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后降低,在1100℃时达到最大值,即相对密度、显微硬度和抗弯强度分别为97.5%、418 HV0.1和647 MPa。     

微波烧结温度对WC钢结硬质合金组织性能的影响

以WC颗粒为增强相,铁粉为基体,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC钢结硬质合金。结果表明：随着烧结温度的升高,硬质合金相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,在1280℃时达到最高值,即相对密度、显微硬度和抗弯强度分别达到94.85%、544 HV和847.37 MPa。1280℃烧结为液相烧结,烧结过程中WC和Fe发生相变,产生新的增强相Fe2W2C,新相以颗粒的形式存在,弥散分布在钢的基体中,对材料的性能起到强化作用。微波烧结比真空烧结温度更低,时间更短,力学性能更好。     

电冶稀土WC钢结硬质合金中碳化物特征的研究

采用电渣熔铸冶金工艺,用回收的碳化钨钢结硬质合金作原料,再加入微量的稀土,制备了新型的钢结硬质合金。用透射电镜、扫描电镜、金相显微镜及X射线衍射等测试手段研究了新材料中的碳化物的特征。结果表明：在该材料的显微组织中存在原始颗粒区和扩散区。原始颗粒区组织中碳化物的特征是存在大量变化甚微的角状大尺寸原始WCp及具有明显反应层的长椭圆状WC颗粒,界面反应产物为Fe3W2C。在粗大碳化钨颗粒附近能够原位生成先共晶析出相（WC和W2C）,在较远处的钢基体中分布着细网状碳化物,同时有（Cr,Fe）7C3等条状复式碳化物生成;而扩散区主要细小W2C小颗粒、WC颗粒及再结晶W-Fe-C小颗粒组成。稀土的加入可提高WC颗粒分散性。