扩散控制的反应制备碳化钨硬质层形成机理及性能研究

发布时间：2022-01-15 20:03

　　铁合金虽应用广泛,但其强度仍不足。基于此,为强化铁基合金表面,获得综合力学性能,本文利用铁合金自身高碳含量,通过渗碳表面改性处理,以期达到强韧化表面目的。本文采用等温退火工艺,通过扩散控制的原位反应在固态下三组温度1000℃、1050 ℃和1100 ℃C分别保温1 h、2h、3h、4h和5h制备铁基合金表面碳化钨硬质合金层;采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱（EDS）、X射线光电子能谱仪（XPS）、电子背散射衍射（EBSD）和透射电镜（TEM）表征硬质层组织和物理、化学特性;基于Gibbs自由能和扩散理论讨论相转化及WC-Fe和W2C层生长动力学;基于经典理论描述碳化钨晶粒形核、生长和形貌演化;通过压痕法评估硬质层的承载能力;基于实验和摩擦学理论分析硬质层和基体在干摩擦下的磨损行为。本文旨在揭示碳化钨硬质层形成机理及准确评估其力学性能,获得以下结论:制备的三组试样,1100℃硬质层及界面缺陷（孔隙、微裂纹）减少,组织得到了优化,其总层厚从52.20±1.94 μm到197.86±2.23μm。相比于类似钢铁基/碳化钨涂层制备技术,本文采用的工艺简单、经济。硬质层相组成为W2C、Fe2W... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：159 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

过渡金属碳化物Fig.1-1CarbidesoftransitionmetalTa2CTiCTi2C

则反应所需的原料紧种情况称之为扩散控制的反应模型件下扩散速率较小。扩散控制的反粒[12]；金属基体表面通过扩散控制的细小的硬质涂层[3,6,13]。这是由于扩散活化分子数量减少，导致有效碰撞频究现状合物，其成键以离子键为主同时伴随，碳化钨的熔点相对较低（2870 oC属钨价格低，因此制备碳化钨的成度高、脆性大，通常将其与金属粘结、Ni 等金属具有较高的屈服强度，i 等作为韧性相与碳化钨结合制备 W27-31]陶瓷、复合材料、硬质合金、涂

图 1-3 (a) 单相纳米结构；(b) 双相纳米结构；(c) 双尺度纳米复合结构；(d) 晶界处纳米结构；(e) 晶内纳米结构Fig. 1-3 (a) One-phase nanostructure; (b) dual phase nanostructure; (c) double scale nanocomposite structure;nanocrystalline structure at (d) grain boundary or (e) grain interior由软、硬交替层组成的多层状结构涂层似乎是提高硬质层综合性能、解决强度-韧性

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3591239