热爆合成-自发熔渗TiC/Fe_3Al复合材料的形成机理与磨损性能

采用热爆合成-自发熔渗方法快速制备TiC/Fe_3Al复合材料,通过相组成和显微组织的演变分析复合材料的形成过程,探讨TiC的生成及长大机制,并对复合材料的滑动摩擦磨损性能进行研究。结果表明:Ti、C热爆合成为TiC多孔压坯,Fe_3Al熔体自发渗入压坯孔隙;TiC在熔体中进行溶解-析出,结晶为初生TiC和共晶TiC。进入TiC晶格的Fe优先吸附在{100}晶面上,使其表面能降低,初生TiC形貌由{111}八面体转变为{100}立方体。TiC生长机制为小平面晶的台阶侧向生长,自发熔渗较快的冷却速度使生长台阶增多,形成叠层生长。TiC/Fe_3Al复合材料的滑动磨损率为2.7×10~(-7) g/s,比Fe_3Al的下降31.7%。磨损机理研究表明TiC有效抑制了剥层磨损,使复合材料的耐磨损性能提高。