Ti活化Al 2 O 3p /65钢复合材料的组织和性能
发布时间：2021-04-12 17:09
在Al2O3预制坯里添加15%的Ti粉,制备Ti活化Al2O3p/65钢复合材料,研究了Ti元素对复合材料组织、润湿行为和性能的影响。相比未添Ti粉的复合材料,添加Ti粉的复合材料其钢基体中铁素体含量得到提高,生成了TiC界面层,增强颗粒与基体界面的表现为冶金结合,润湿角由125°降到75°;复合材料的硬度、三点抗弯强度及三体磨料磨损性能也均得到提高。
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2017,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１烧结前后表面涂覆Ｔｉ粉的Ａｌ２Ｏ３陶瓷板（ａ）未烧结（ｂ）烧结后
部分耐磨性的影响，并将其与未添加Ｔｉ粉的Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材进行耐磨性对比，每个试样的试验周期为１２０ｍｉｎ，每３０ｍｉｎ在精度为０．１ｍｇ的天平上测量质量损失。２试验结果与讨论２．１复合材料组织分析图２为５０ＭＰａ的挤压力下制备的未添加Ｔｉ粉的复合材料表面形貌及界面形貌，可以看出，金属液能够浸渗的深度为４～５ｍｍ，基体组织和复合区无明显的铸造缺陷，复合层和基体层的界面无分层现象。（ａ）宏观外观（ｂ）ＢＳＥ界面形貌图２未添加Ｔｉ粉的复合材料表面形貌及界面形貌图图３为Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材料和添加Ｔｉ粉的复合材料腐蚀后的金相组织。从图３ａ中可以看出，其基体主要组织为少量的铁素体和珠光体，在较快的挤压速度和较大的挤压力作用下组织很致密。添加Ｔｉ粉制备的Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材料浸渗深度有所改善，达到８～９ｍｍ，并且基体和复合层都没有缩孔、缩松缺陷，复合层和基体的界面比较明显。比较图３可以看出，添加Ｔｉ粉后基体出现较多的１９１Ｔｉ活化Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢复合材料的组织和性能廖冲等
（ａ）Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材料（ｂ）添加Ｔｉ粉的复合材料图３添加Ｔｉ粉前后复合材料金相组织铁素体，结合Ｔｉ的二元相图可知，发生这种现象的原因可能是在高温条件下基体中的Ｃ原子不断地向Ｔｉ原子进行扩散，而Ｔｉ原子也同样向基体中的Ｃ原子扩散，活化物质Ｔｉ元素和Ｃ发生了化学反应，生成了Ｔｉ和Ｃ的某种化合物（Ｔｉ＋Ｃ→ＴｉＣ），因此，在颗粒表面的主要物质为ＴｉＣ。图４为复合材料界面线扫描。可以看出，Ａｌ２Ｏ３颗粒表面存在一层物质，其厚度大约为１０μｍ。还可以看出，Ｔｉ、Ｃ在Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面处出现了明显的峰值，而Ｏ、Ａｌ、Ｆｅ等元素成分却无明显变化。这说明Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面的灰色包覆层为ＴｉＣ。由于ＴｉＣ与铁水之间润湿性较好，而原Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢水界面为机械结合，因此，Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面ＴｉＣ包覆层的出现将有助于提高界面结合强度。对复合材料进行了ＸＲＤ分析，分析结果见图５，可见复合材料中存在α－Ｆｅ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＣ、和Ｆｅ３Ｃ相。由组织和成分分析结果可以判定预制体中Ｔｉ粉与钢水中的Ｃ在Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面处生成了ＴｉＣ的包覆层。这可能是压力浸渗的作用，即金属液在压力下快速渗入预制体，导致涂层材料向前运动，遇到阻挡的增强体颗粒时，在颗粒表面形成了ＴｉＣ包覆层。图４复合材料微观界面图５复合材料ＸＲＤ物相线扫描分析结果２．２Ｔｉ对复合材料润湿行为的影响图６为润湿角测试结果。从
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒增强铁基复合材料的三体磨料磨损性能[J]. 郑开宏,高义民,陈亮,赵散梅,李林,王娟. 摩擦学学报. 2012(02)
[2]ZTA/高铬铸铁基复合材料的制备及磨损性能研究[J]. 赵散梅,张新明,郑开宏,王娟,陈亮,李林. 铸造技术. 2011(12)
[3]陶瓷/铁基合金复合材料的研究进展[J]. 陈维平,杨少锋,韩孟岩. 中国有色金属学报. 2010(02)
[4]激光原位制备颗粒增强铁基复合涂层中碳化物相的形貌分析[J]. 吴朝锋,马明星,吴爱平,刘文今,钟敏霖,张伟明,张红军. 金属学报. 2009(09)
[5]国外铁基复合材料的发展及应用[J]. 高跃岗,姚秀荣,刘兆晶,李凤珍,任善之. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2006(04)
硕士论文
[1]活化物质对Al2O3P/钢基复合材料润湿性和组织性能的影响[D]. 余晶.昆明理工大学 2015
本文编号：3133659
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2017,37(02)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１烧结前后表面涂覆Ｔｉ粉的Ａｌ２Ｏ３陶瓷板（ａ）未烧结（ｂ）烧结后
部分耐磨性的影响，并将其与未添加Ｔｉ粉的Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材进行耐磨性对比，每个试样的试验周期为１２０ｍｉｎ，每３０ｍｉｎ在精度为０．１ｍｇ的天平上测量质量损失。２试验结果与讨论２．１复合材料组织分析图２为５０ＭＰａ的挤压力下制备的未添加Ｔｉ粉的复合材料表面形貌及界面形貌，可以看出，金属液能够浸渗的深度为４～５ｍｍ，基体组织和复合区无明显的铸造缺陷，复合层和基体层的界面无分层现象。（ａ）宏观外观（ｂ）ＢＳＥ界面形貌图２未添加Ｔｉ粉的复合材料表面形貌及界面形貌图图３为Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材料和添加Ｔｉ粉的复合材料腐蚀后的金相组织。从图３ａ中可以看出，其基体主要组织为少量的铁素体和珠光体，在较快的挤压速度和较大的挤压力作用下组织很致密。添加Ｔｉ粉制备的Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材料浸渗深度有所改善，达到８～９ｍｍ，并且基体和复合层都没有缩孔、缩松缺陷，复合层和基体的界面比较明显。比较图３可以看出，添加Ｔｉ粉后基体出现较多的１９１Ｔｉ活化Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢复合材料的组织和性能廖冲等
（ａ）Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５钢基复合材料（ｂ）添加Ｔｉ粉的复合材料图３添加Ｔｉ粉前后复合材料金相组织铁素体，结合Ｔｉ的二元相图可知，发生这种现象的原因可能是在高温条件下基体中的Ｃ原子不断地向Ｔｉ原子进行扩散，而Ｔｉ原子也同样向基体中的Ｃ原子扩散，活化物质Ｔｉ元素和Ｃ发生了化学反应，生成了Ｔｉ和Ｃ的某种化合物（Ｔｉ＋Ｃ→ＴｉＣ），因此，在颗粒表面的主要物质为ＴｉＣ。图４为复合材料界面线扫描。可以看出，Ａｌ２Ｏ３颗粒表面存在一层物质，其厚度大约为１０μｍ。还可以看出，Ｔｉ、Ｃ在Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面处出现了明显的峰值，而Ｏ、Ａｌ、Ｆｅ等元素成分却无明显变化。这说明Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面的灰色包覆层为ＴｉＣ。由于ＴｉＣ与铁水之间润湿性较好，而原Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢水界面为机械结合，因此，Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面ＴｉＣ包覆层的出现将有助于提高界面结合强度。对复合材料进行了ＸＲＤ分析，分析结果见图５，可见复合材料中存在α－Ｆｅ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＣ、和Ｆｅ３Ｃ相。由组织和成分分析结果可以判定预制体中Ｔｉ粉与钢水中的Ｃ在Ａｌ２Ｏ３ｐ／钢界面处生成了ＴｉＣ的包覆层。这可能是压力浸渗的作用，即金属液在压力下快速渗入预制体，导致涂层材料向前运动，遇到阻挡的增强体颗粒时，在颗粒表面形成了ＴｉＣ包覆层。图４复合材料微观界面图５复合材料ＸＲＤ物相线扫描分析结果２．２Ｔｉ对复合材料润湿行为的影响图６为润湿角测试结果。从
【参考文献】：
期刊论文
[1]颗粒增强铁基复合材料的三体磨料磨损性能[J]. 郑开宏,高义民,陈亮,赵散梅,李林,王娟. 摩擦学学报. 2012(02)
[2]ZTA/高铬铸铁基复合材料的制备及磨损性能研究[J]. 赵散梅,张新明,郑开宏,王娟,陈亮,李林. 铸造技术. 2011(12)
[3]陶瓷/铁基合金复合材料的研究进展[J]. 陈维平,杨少锋,韩孟岩. 中国有色金属学报. 2010(02)
[4]激光原位制备颗粒增强铁基复合涂层中碳化物相的形貌分析[J]. 吴朝锋,马明星,吴爱平,刘文今,钟敏霖,张伟明,张红军. 金属学报. 2009(09)
[5]国外铁基复合材料的发展及应用[J]. 高跃岗,姚秀荣,刘兆晶,李凤珍,任善之. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2006(04)
硕士论文
[1]活化物质对Al2O3P/钢基复合材料润湿性和组织性能的影响[D]. 余晶.昆明理工大学 2015
本文编号：3133659
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