原位合成VC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的微觀組織與性能.pdf

1、目前，原位顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料已成為材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，受到工業(yè)界的廣泛關(guān)注。結(jié)合原位反應(yīng)原理和反應(yīng)鑄造工藝，作者采用中頻感應(yīng)熔煉爐，在鐵基體中原位合成VC顆粒，制備了原位VC顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料。并利用光學(xué)顯微鏡、SEM、EPMA等測(cè)試手段，對(duì)制備的原位顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的組織與性能進(jìn)行了研究。為了研究復(fù)合材料中VC顆粒的形成條件與形態(tài)，作者在中頻感應(yīng)電爐中熔煉Fe-V-C熔體，澆鑄成型。研究發(fā)現(xiàn)，VC顆粒形態(tài)呈不規(guī)則立方體和

2、短棒狀顆粒。在含碳量1.5﹪的鐵基體中主要沿晶界分布；在含碳量3﹪的基體中呈均勻分布。經(jīng)電子探針微區(qū)分析表明，VC顆粒中碳與釩的原子個(gè)數(shù)比為0.62，VC顆粒的尺寸為20～100μm。根據(jù)溶液體系建立的熱力學(xué)模型，論文研究了Fe-V-C體系VC顆粒形成的熱力學(xué)條件。證明了在凝固過(guò)程中，熔體中原位合成了VC顆粒；其形成的溫度約為1250℃；同時(shí)，研究了Ti對(duì)VC顆粒的細(xì)化作用。論文研究了熱處理工藝對(duì)VC陶瓷增強(qiáng)相與基體組織的影響。研究表明

3、，熱處理可以消除復(fù)合材料中VC顆粒周?chē)?，使VC顆粒更加圓潤(rùn)；VC陶瓷顆粒是較穩(wěn)定相，在較高溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫顆粒也維持較小的尺寸。經(jīng)油冷處理后1.5﹪C的試樣沖擊韌性在6.5～7.5J/cm2，硬度維持在55HRC左右。論文也采用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)，在鉻系基體上原位合成VC顆粒增強(qiáng)相進(jìn)行初探。結(jié)果表明，鑄態(tài)條件下，較佳的成分組合為2.0﹪C、15﹪Cr、5﹪V、適量Ti。熱處理后，綜合性能較優(yōu)的成分為2.6﹪C、9﹪Cr、5﹪V的試樣，沖擊