WC p /钢基表层复合材料界面重熔及其对界面特征的影响机制

发布时间：2021-03-24 06:30

　　近年来,国内外研究人员在陶瓷颗粒增强钢基表层复合材料的界面控制方面开展了多项研究,主要集中于通过结构设计、工艺控制、元素添加等方式对界面进行优化,这些研究夯实了此类复合材料在界面控制方面的理论基础。但是,所涉及的各类界面控制方法多是从界面设计的角度出发,仅仅对界面进行了优化,设计的预期界面同实际界面相差甚远,导致界面控制与材料性能间的关联机制研究难以实现。本文以实现界面可控为前提,以WCP/钢基表层复合材料为研究体系,提出界面重熔方法来调节界面的物相、形态及宽度等界面特征,进而达到控制材料性能的目的。本文采用多层结构预制坯+粉末冶金+界面重熔的方法制备了 WCP/钢基表层复合材料,通过各种分析测试手段讨论了制备工艺参数对复合材料界面特征的影响,优化了预制坯设计和制备工艺,重点研究了重熔工艺参数（重熔温度和重熔时间）对界面特征的影响,为揭示WCP/钢基表层复合材料的界面重熔机制奠定了理论基础。通过分析得到如下结论:过渡层钨粉的添加在很大程度上调节了复合层和基材层间的成分和组织,能够避免基材层和复合层在组织及性能上发生突变。粒度为75～150μm、8～75μm的WCP容易在复合层出现搭接现... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?ＷＣｐ／钢基表层复合材料两类界面示意图??在冲击磨损：丨：况下，复合层表而会承受冲击和磨损的双觅作用，冲击载荷将??在复合材料的内部发生传递，宏观界面结合强度低会导致复合材料整体从基材处??

组织及界面见图１．２?（ａ）所示，可以看出，其组织结构、界面与利用其他工艺制??备的表层复合材料基本－致，说明该研究方法是完全可行的，但是颗粒与基体之??间处于机械结合。用真空管式炉对制备的表层复合材料进行了重熔，如图１．２（ｂ）??所示。可以看出，与重熔前的复合材料相比较，重熔后复合材料的外形尺寸没有??发生变化，而界面宽度明显变宽，拥有较明显的界面反应Ｋ，由物相分析可知，??界面相含量也有所增加，颗粒与基体之间属于冶金结合。由此可以说明，ＷＣＰ／??钢基表层复合材料的界面是可以发生重熔的，说明了本课题的开展在技术上是完??全可行的１６４－＾。??ＩＩ??

昆明理Ｔ．大学硕上学位论义???不规则形ＷＣｐ，其显微照片如图２．１所示。实验所使用的铸造ＷＣｐ硬度为??ＨＶ２?１００？２５００，属于ＷＣ和Ｗ２Ｃ的共晶体，二者质量百分比为１：５，其物理、??力学性能见表２．３，容易看出ＷＣＰ完全可以满足材料对硬度和耐磨性的要求。??ｍｍ??Ｓｉｇｎａｌ?Ａ?？?ＳＢ?１?Ｐｈｏｔｏ?Ｎｏ?＝?８２１５?ｐＨ｜｜?Ｓｉｇｎａｌ?Ａ?＾ＳＥＩ?Ｐｈｏｔｏ?Ｎｏ?＝８２１７?＿｜｜｜??Ｓｉｇ＾ｌＡ？Ｓ￡１?Ｐｈｏｔｏ?Ｈ〇?８２０９?｜｜｜｜｜｜?Ｓｉｇｎａｌ?Ａ?？ＳＥＩ?Ｐｔｔｏｔｏ?ｌ＾〇?－?９２１４??图２．】铸造ＷＣｐ?ＳＥＭ显微照片??（ａ）球形ＷＣｐ宏观形貌（ｂ）球形ＷＣｐ表面形貌??（ｃ）不规则形ＷＣＰ宏观形貌（ｄ）不规则形ＷＣＰ表面形貌??表２．３铸造ＷＣＰ的物理、力学性能??物理机?硬度?抗压强度显微硬度弹性模量线胀系数／?熔点?密度／??晶体结构??械性能?／ＨＲＡ?／ＭＰａ?／ＨＶ?／ＭＰａ?（ｘｌ〇－＜Ｖ°Ｃ）?／°Ｃ?（ｇ／ｃｍ３）??ＷＣ?９３－９３．７?１５２９－１５８８?丨?７９４０?６９５８００?５．２?六方?２６００?１５．７??Ｗ：Ｃ?９０￣９ｌ?—?２９４］?９?４１９４４０?１．２?六方或斜方?２８５０?１７．１５??２．１．２基体的选择??基体是表层复合材料的重要组成之一，能够将增强颗粒稳稳固定于其中，同??时能够承受各种复杂工况下的载荷，并将载荷进行合理传递。基体对增强体具有??１６??


本文编号：3097247