陶瓷硬质相对铁基堆焊层组织与性能的影响

在低碳钢基体上涂敷一层南钛铁、硼铁、硅铁、高碳铬铁等构成的合金粉末,采用正极性等离子弧堆焊技术进行堆焊,利用原位自成法生成陶瓷硬质相,得到硬度在58HRC以上且耐磨性好的堆焊层.实验结果表明:通过原位自生法在堆焊层中生成了大量的陶瓷硬质相,包括Cr2B、TiC、Si5C3、Cr7C3、B4C等,与直接加入陶瓷硬质相比较,大大节省了成本.     

Ti和Nb对铁基堆焊合金组织性能的影响

改变Ti或Nb的添加量制备Fe-Cr-C-B系铁基堆焊合金.借助扫描电镜、X射线衍射仪、洛氏硬度计和磨损试验机对堆焊合金组织性能进行测试分析.结果表明,在含Ti或Nb的堆焊合金中,初生奥氏体晶粒细化,共晶组织呈断网状均匀分布,并分别有黑色圆形或块状TiC和菱形或三角形NbC硬质相颗粒生成,添加5%Ti的堆焊合金组织最细小.TiC或NbC硬质相颗粒在组织中呈均匀弥散分布,能够作为耐磨质点与细化的初生奥氏体和共晶组织构成耐磨骨架,共同抵抗磨粒的楔入与切削作用.当Ti添加量为5%时,含Ti堆焊合金达到最优耐磨性,硬度为66 HRC,磨损量为0.048 7 g;当Nb添加量为4%时,含Nb堆焊合金达到最优耐磨性,硬度为65 HRC,磨损量为0.052 4 g.在同等条件下,含有适量Ti的铁基堆焊合金具有更优的耐磨性.     

原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相显微组织的分析

采用等离子弧堆焊技术原位合成TiC-M7C3陶瓷硬质相,探讨堆焊层中TiC-M7C3硬质相对堆焊层耐磨性的影响.利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、洛氏硬度计及湿砂磨损试验机等设备进行检测分析.结果表明,堆焊层是由高碳马氏体基体和大量弥散分布在基体中的TiC,M7C3陶瓷硬质相构成的过共晶组织;堆焊层表面的洛氏硬度为66.4 HRC,磨损量为0.086 g.TiC可以作为M7C3陶瓷硬质相的形核核心,提高了M7C3陶瓷硬质相的形核率,促使其晶粒细化;在TiC和M7C3陶瓷硬质相的共同作用下,Fe-Cr-Ti-C系合金比相同Cr元素含量的Fe-Cr-C系合金堆焊层的硬度更高,抗磨损性能更好.     

原位合成TiC和M7C3陶瓷硬质相的生长习性

采用等离子弧堆焊设备在低碳钢表面堆焊一层Fe—Cr-Ti—C系陶瓷复合堆焊合金,原位合成TiC和M7C3陶瓷硬质相,分析熔池中TiC和M7C3陶瓷硬质相的形成机制．利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）等设备进行检测分析．结果表明,堆焊层中原位合成了“十字开花状”、“短杆状”、“颗粒状”的TiC陶瓷硬质相和不规则“六角杆状”的M7C3陶瓷硬质相;部分TiC和M7C3陶瓷硬质相紧密结合,提高了TiC陶瓷硬质相与基体组织的结合强度;M7C3可以附着在TiC颗粒上生长,TiC硬质相的形成提高了M7C3的形核率．     

外加磁场对陶瓷复合材料性能的影响

在镍基高温合金等离子弧堆焊过程中引人横向交流磁场,利用磁场的作用来提高堆焊层的性能.在堆焊过程中,调节磁场参数和焊接工艺进行实验,测试了不同参数下的堆焊层硬度、磨损性能以及分析了其显微组织.结果表明,适当磁场参数产生的电磁搅拌可以细化堆焊层的组织,而且还能控制堆焊层中陶瓷复合材料的数量、形态及分布情况,从而改善了堆焊层金属的硬度和耐磨性.此外,电磁搅拌还能减小堆焊层化学成分不均匀性,提高堆焊层的塑性和韧性,降低结晶裂纹和气孔的敏感性,从而提高了堆焊层的综合力学性能.     

外加磁场对Fe-Cr-Ti-C合金堆焊层组织和性能的影响

为了提高Fe-Cr-Ti-C系合金堆焊层的耐磨性能,在等离子弧堆焊该合金时引入纵向直流磁场,研究外加磁场对其堆焊层组织和性能的影响。利用X射线衍射仪、扫描电镜、光学显微镜、能谱分析仪、洛氏硬度计等设备进行检测。结果表明,堆焊层中形成了大量的TiC和M7C3陶瓷硬质相,堆焊层耐磨性能好;当磁场电流为4A时,堆焊层表面M7C3硬质相大部分呈六角状分布,堆焊层的硬度达68.8HRC,耐磨性能最佳。     

铁基复合材料的研究进展

综述了铁基复合材料在国内外的研究现状和最新研究进展,展望了铁基复合材料的发展趋势.     

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.     

铁基陶瓷复合堆焊层的研究

为提高材料本身的硬度和耐磨性,提高工件的使用寿命,降低成本,试验采用等离子弧堆焊的方法在低碳钢表面堆焊一层合金粉末,使其原位自生形成大量的陶瓷硬质相.通过硬度、金相检验和XRD衍射分析陶瓷相的生成情况及其对硬度和耐磨性的影响.试验结果表明:合理的调整合金系统各组分含量,选择适当的焊接工艺参数(焊接电流、焊接速度等),在堆焊层中可形成大量的陶瓷硬质相,硬度和耐磨性有很大幅度的提高.适当地增加碳含量有利于陶瓷相的生成.     

铁基表面复合材料及其原位合成研究进展

从材料设计、工艺、原理等方面综述了铁基表面复合材料及其原位合成研究进展,并对研究中存在的问题和今后的发展方向作了简要介绍。     

多元陶瓷复合相显微组织对耐磨性能的影响

采用等离子熔覆技术制备了四种不同铬含量的Fe-Cr-B-C堆焊合金.借助OM,SEM和XRD等分析手段对合金组织和陶瓷相形貌进行分析.结果表明,熔覆层的微观组织由初生奥氏体＋共晶组织组成,合金陶瓷相由BC4＋Cr2B＋M7C3＋M23C6＋M23（C,B）6组成,硼化物呈层片状、菊花状等形态分布,陶瓷相数量随Cr元素含量的增大而增多.研究了Cr元素含量对熔覆层耐磨粒磨损性能的影响规律,熔覆层的耐磨性随着Cr元素含量的增加而提高,当Cr元素含量达到15.9%时,大量硼化物等陶瓷相弥散分布在基体中,构成良好的耐磨骨架;初生奥氏体组织均匀分布提高硬质相与基体界面的结合强度,因此其熔覆层具有最佳的耐磨性.     

原位合成TiC和TiB增强钛基复合材料的微观结构与力学性能

利用钛与Ｂ４Ｃ之间的自蔓延高温合成反应经普通的熔钐工艺原位合成制备了ＴｉＣ、ＴｉＢ增强的钛基复合材料。光学金相、ＥＰＭＡ、ＴＥＭ和Ｘ射线衍射的研究结果表明：存在匠两种不同形状的增强体,即短纤维状ＴｉＢ晶须和等轴、近似等轴状ＴｉＣ粒子。ＴｉＢ、Ｔｉ基体界面洁净,没有明显的界面反应,而ＴｉＣ、Ｔｉ基体界面有非化学配比的ＴｉＣ过度层存在。由于增强体承受载荷,基体合金晶粒细化以及高密度位错的存在,制备钛基     

磁场形态对等离子弧堆焊层组织性能的影响

在低碳钢表面进行Fe5自熔合金等离子弧堆焊时外加纵向磁场,并改变磁场形态,对不同磁场参数下堆焊试样进行硬度和磨损试验.采用显微电镜和扫描电镜对堆焊层显微组织进行分析,研究磁场形态和参数对堆焊层组织性能的影响规律和作用机理.结果表明,交、直流纵向磁场均可以改善堆焊层的组织性能,由于交流纵向磁场中频率可调,增加了磁场的可控性,对堆焊层组织性能的作用效果比直流纵向磁场更明显.在焊接电流为160A,磁场电流为3A,磁场频率为10Hz时,堆焊层金属性能达到最佳值,此时硬度为68HRC,磨损量为0.0318g.     

Interfacial microstructure of 20% SO2/Al matrix composites reinforced with in situ formation ceramic phases

Al matrix composites reinforced with in situ ceramic phases by adding 20% SiO2 were fabricated by powder metallurgy process.The interfacial microstructure of the composites was studied by means of SEM and HREM.It was shown that the ceramic phases mainly composed of spinel MgAl2O4 are formed in situ in the original SiO2 particle and the size of small MgAl2O4 crystallites is about dozens of nanometers,which can adjacent to Al and Si.MgO could not found in original SiO2 particle but a little in matrix and may exist with Si,Mg2Si and Al.Si is mostly distributed in matrix and forms some segregation zones.The size of Mg2Si is about 50-100nm and can usually be seen in the matrix.     

热处理对碳化硅基复合材料结构与力学性能的影响

碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(Si C/Si C)是极具前景的高温结构材料。通过先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备了Si C/Si C复合材料。在惰性气氛下,1400~1800℃范围内对Si C/Si C复合材料进行热处理,用红外热像仪作为测温工具监测材料温度,研究了热处理温度对Si C/Si C复合材料结构和力学性能的影响。结果表明,经1400℃热处理后复合材料基体结晶程度增加,整体力学性能提高;随热处理温度进一步提高,复合材料纤维受损,力学性能急剧下降。     

挤压变形对SiCw/ZK51A镁基复合材料组织和性能的影响

利用透射电镜、扫描电镜和拉伸试验等实验方法,研究了铸态和挤压态ＳｉＣｗ／ＺＫ５１Ａ镁基复合材料的组织与力学性能。结果表明,挤压铸造ＳｉＣｗ／ＺＫ５１Ａ复合材料经等温热挤压后,其力学性能有很大提高。主要原因是：挤压变形能消除铸造缺陷,增强ＳｉＣ晶须与ＺＫ５１Ａ镁合金基体的界面结合,使复合材料中ＳｉＣ晶须发生定向分布,沿挤压方向呈准一维分布特征,晶须的增强承载能力得到充分发挥。     

热压烧结TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料的高温摩擦学性能

采用化学沉淀法制备出粒径约80nm的等轴状SrSO4粉体。选用ZrO2(3mol%Y2O3)-20wt%Al2O3(TZ3Y20A)陶瓷为基体,采用热压烧结法制备出TZ3Y20A-SrSO4陶瓷基复合材料,并对复合材料的组织结构和力学性能进行了研究。采用球盘式高温摩擦磨损试验机测定复合材料从室温到800℃的摩擦学性能。TZ3Y20A-SrSO4复合材料在室温至800℃范围内摩擦系数在0.31～0.42之间,磨损率为10-5mm3/Nm数量级。加入SrSO4后复合材料的磨损表面形成了一层润滑膜,有效地改善了其高温摩擦磨损性能。     

内生晶相对Cu46Zr46Al8非晶复合材料力学性能的影响

通过不同退火工艺分别制备出了含内生晶相的Cu46Zr46Al8非晶复合材料,并研究了其显微组织及室温压缩性能.结果表明,在淬火态非晶复合材料的晶化组织中出现了亚稳初生相与共晶共存的形态,这种组织形态是导致其力学能大幅度降低的主要原因.通过控制退火工艺在Cu46Zr46Al8非晶中内生出不同形态和尺寸的晶体相.枝晶臂细且长的树枝晶对材料的强度有较大的危害作用,而细小的胞状初生相晶粒则对材料的强度提高有一定的作用.     

Formation process, microstructure and mechanical property of transient liquid phase bonded aluminium-based metal matrix composite joint

1　INTRODUCTIONThealuminium basedmetalmatrixcomposites(MMCs)areadvancedmaterialsthathavesuperiorproperties ,especiallyincreasedstiffness ,highstrength ,goodwearresistanceandsuperiorelevatedtemperatureproperties .Theyhavereceivedconsider ableattentionascandidatesforadvancedindustrialapplications[1,2 ] .But ,theirapplicationshavebeenseverelyrestrictedbythelackofasuitablejoiningmethod[3] .AlthougthfusionweldingmethodscanbeusedtojointheMMCs ,themethodsnormallytendtoresultinunfavourablejoint…