块状合金渗碳体的制备及其性能研究

发布时间：2020-05-13 22:48

【摘要】：渗碳体是钢中最重要的组成相之一,由于其独特的机械、光、电、磁、热等性能而受到极大关注。而由于渗碳体是亚稳相,难以获得单相块体材料,严重影响了对其各项性能的深入理解。鉴于此,本文通过探索寻找出一种有效的单相渗碳体制备方法,并研究Mn、 Cr和si等常见合金化元素对渗碳成相及渗碳体各项性能的影响。通过机械合金化结合真空热处理制备出单相合金渗碳体粉体。机械合金化最优工艺为：球磨时间：90h,分散剂：硬脂酸,真空热处理工艺：600℃C×3h,可获得近单相渗碳体粉体。DSC分析结果显示,渗碳体生成温度为478℃℃左右,分解温度为762℃左右。Mn、 Cr合金化提高了渗碳体的分解温度,而Si微合金化强烈抑制了渗碳体的生成。磁性测试结果表明,本文制得的渗碳体粉体饱和磁化强度为103 emu/g,矫顽力为374.553G,微合金化后渗碳体的饱和磁化强度及矫顽力均有降低。结合机械合金化与热压烧结(Hot-Press Sintering)或放电等离子烧结(SPS)制备出高致密度的单相块状渗碳体。在热压压力50MPa,热压温度1000℃条件下,可得到致密度为99.3%的块状渗碳体。块状渗碳体的分解温度提高至930℃以上。磁性测试结果表明块状渗碳体饱和磁化强度达到141.56 emu/g,矫顽力221.620G,微合金化后渗碳体的饱和磁化强度及矫顽力均有降低。力学性能测试结果表明,本文制得的块状渗碳体硬度达到HV1100以上,抗压强度3GPa。热学分析结果显示,机械合金化结合SPS制得的块状渗碳体,导热系数为7.719±0.034 W/m·K,比热容为0.598±0.002 W/m.K,微合金化后略有升高。DSC和热膨胀系数测试表明,Mn、Cr微合金化提高了渗碳体分解温度。渗碳体在0-300℃温度区间,表现出了负反常的热膨胀特性。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TF125.1

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本文编号：2662668