ZrO2-Al2O3陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵基復(fù)合材料.pdf

1、本文通過(guò)金相觀察、X射線(xiàn)衍射分析、洛氏硬度實(shí)驗(yàn)、沖擊韌性實(shí)驗(yàn)、耐磨性實(shí)驗(yàn)、磨損試樣的磨損面觀察,研究了基體材料的組織、力學(xué)性能、耐磨性能:并研究了不同陶瓷孔隙率對(duì)金屬基陶瓷復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐磨性能的影響,得到合理的陶瓷孔隙率。
　　利用宏觀形貌觀察、能譜分析,研究了活化液濃度、施鍍時(shí)間、施鍍溫度及PH值對(duì)陶瓷表面鍍層質(zhì)量的影響。在以上研究的基礎(chǔ)上,制備了ZrO2-Al2O3陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵基復(fù)合材料,研究了不同的實(shí)驗(yàn)方案對(duì)Zr

2、O2-Al2O3陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵基復(fù)合材料界面結(jié)合的影響。研究結(jié)果表明:不含鈦的基體組織鑄態(tài)下由奧氏體、馬氏體和碳化物組成,鉻的碳化物以M7C3、M23C6為主。熱處理后由馬氏體、殘余奧氏體和碳化物組成,鉻的碳化物存在形式并無(wú)變化,經(jīng)過(guò)熱處理后大量奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體,但還是存在少量的殘余奧氏體;含鈦的基體組織中有碳化鈦存在;鈦的加入,使碳化物的尺寸變小,分布均勻彌散:從而提高基體的綜合性能。不含鈦基體鑄態(tài)下的沖擊韌度為9.43J/cm2

3、,硬度為55.75HRC。含鈦基體鑄態(tài)下的沖擊韌度為11.18J/cm2,硬度為58.75HRC。基體材料合理的熱處理工藝為1050℃淬火+450℃回火,此工藝條件下,不含鈦基體的沖擊韌度為9.1J/cm2,硬度為62.5HRC;含鈦基體的沖擊韌度為9.3J/cm2,硬度為64HRC。對(duì)比經(jīng)不同活化液處理后陶瓷表面的鍍層質(zhì)量,可以得出在活化液成分為PdCl2,0.25g/L;HCl,10mL/L時(shí),鍍層質(zhì)量最好;對(duì)比不同施鍍條件對(duì)化學(xué)鍍

4、鎳層質(zhì)量的影響得出:最佳施鍍時(shí)間為30min,最佳施鍍溫度為35~40℃,PH值的范圍為4.5~5.5。利用鑄造得出的ZrO2-Al2O3陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵基復(fù)合材料,陶瓷與金屬結(jié)合較好,在陶瓷的間隙充滿(mǎn)金屬液;澆注溫度限定在1400-1450℃時(shí),金屬既能充滿(mǎn)陶瓷間的空隙又不至于因溫度過(guò)高導(dǎo)致陶瓷炸裂或漂浮;隨陶瓷孔隙率的增加沖擊韌度呈增長(zhǎng)趨勢(shì),磨損失重量呈先減小后增加趨勢(shì),綜合考慮陶瓷孔隙率對(duì)復(fù)合材料沖擊韌度和耐磨性的影響得出,陶瓷的