在Al₂O₃預(yù)制坯里添加15%的Ti粉,制備Ti活化Al₂O_3p/65鋼復(fù)合材料,研究了Ti元素對(duì)復(fù)合材料組織、潤濕行為和性能的影響。相比未添Ti粉的復(fù)合材料,添加Ti粉的復(fù)合材料其鋼基體中鐵素體含量得到提高,生成了TiC界面層,增強(qiáng)顆粒與基體界面的表現(xiàn)為冶金結(jié)合,潤濕角由125°降到75°;復(fù)合材料的硬度、三點(diǎn)抗彎強(qiáng)度及三體磨料磨損性能也均得到提高。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2017,37(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１燒結(jié)前后表面涂覆Ｔｉ粉的Ａｌ２Ｏ３陶瓷板（ａ）未燒結(jié)（ｂ）燒結(jié)后

部分耐磨性的影響，并將其與未添加Ｔｉ粉的Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５鋼基復(fù)合材進(jìn)行耐磨性對(duì)比，每個(gè)試樣的試驗(yàn)周期為１２０ｍｉｎ，每３０ｍｉｎ在精度為０．１ｍｇ的天平上測(cè)量質(zhì)量損失。２試驗(yàn)結(jié)果與討論２．１復(fù)合材料組織分析圖２為５０ＭＰａ的擠壓力下制備的未添加Ｔｉ粉的復(fù)合材料表面形貌及界面形貌，可以看出，金屬液能夠浸滲的深度為４～５ｍｍ，基體組織和復(fù)合區(qū)無明顯的鑄造缺陷，復(fù)合層和基體層的界面無分層現(xiàn)象。（ａ）宏觀外觀（ｂ）ＢＳＥ界面形貌圖２未添加Ｔｉ粉的復(fù)合材料表面形貌及界面形貌圖圖３為Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５鋼基復(fù)合材料和添加Ｔｉ粉的復(fù)合材料腐蝕后的金相組織。從圖３ａ中可以看出，其基體主要組織為少量的鐵素體和珠光體，在較快的擠壓速度和較大的擠壓力作用下組織很致密。添加Ｔｉ粉制備的Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５鋼基復(fù)合材料浸滲深度有所改善，達(dá)到８～９ｍｍ，并且基體和復(fù)合層都沒有縮孔、縮松缺陷，復(fù)合層和基體的界面比較明顯。比較圖３可以看出，添加Ｔｉ粉后基體出現(xiàn)較多的１９１Ｔｉ活化Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５鋼復(fù)合材料的組織和性能廖沖等

（ａ）Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５鋼基復(fù)合材料（ｂ）添加Ｔｉ粉的復(fù)合材料圖３添加Ｔｉ粉前后復(fù)合材料金相組織鐵素體，結(jié)合Ｔｉ的二元相圖可知，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是在高溫條件下基體中的Ｃ原子不斷地向Ｔｉ原子進(jìn)行擴(kuò)散，而Ｔｉ原子也同樣向基體中的Ｃ原子擴(kuò)散，活化物質(zhì)Ｔｉ元素和Ｃ發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了Ｔｉ和Ｃ的某種化合物（Ｔｉ＋Ｃ→ＴｉＣ），因此，在顆粒表面的主要物質(zhì)為ＴｉＣ。圖４為復(fù)合材料界面線掃描�？梢钥闯觯粒欤玻希愁w粒表面存在一層物質(zhì)，其厚度大約為１０μｍ。還可以看出，Ｔｉ、Ｃ在Ａｌ２Ｏ３ｐ／鋼界面處出現(xiàn)了明顯的峰值，而Ｏ、Ａｌ、Ｆｅ等元素成分卻無明顯變化。這說明Ａｌ２Ｏ３ｐ／鋼界面的灰色包覆層為ＴｉＣ。由于ＴｉＣ與鐵水之間潤濕性較好，而原Ａｌ２Ｏ３ｐ／鋼水界面為機(jī)械結(jié)合，因此，Ａｌ２Ｏ３ｐ／鋼界面ＴｉＣ包覆層的出現(xiàn)將有助于提高界面結(jié)合強(qiáng)度。對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了ＸＲＤ分析，分析結(jié)果見圖５，可見復(fù)合材料中存在α－Ｆｅ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＣ、和Ｆｅ３Ｃ相。由組織和成分分析結(jié)果可以判定預(yù)制體中Ｔｉ粉與鋼水中的Ｃ在Ａｌ２Ｏ３ｐ／鋼界面處生成了ＴｉＣ的包覆層。這可能是壓力浸滲的作用，即金屬液在壓力下快速滲入預(yù)制體，導(dǎo)致涂層材料向前運(yùn)動(dòng)，遇到阻擋的增強(qiáng)體顆粒時(shí)，在顆粒表面形成了ＴｉＣ包覆層。圖４復(fù)合材料微觀界面圖５復(fù)合材料ＸＲＤ物相線掃描分析結(jié)果２．２Ｔｉ對(duì)復(fù)合材料潤濕行為的影響圖６為潤濕角測(cè)試結(jié)果。從

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料的三體磨料磨損性能[J]. 鄭開宏,高義民,陳亮,趙散梅,李林,王娟.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2012(02)
[2]ZTA/高鉻鑄鐵基復(fù)合材料的制備及磨損性能研究[J]. 趙散梅,張新明,鄭開宏,王娟,陳亮,李林.  鑄造技術(shù). 2011(12)
[3]陶瓷/鐵基合金復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 陳維平,楊少鋒,韓孟巖.  中國有色金屬學(xué)報(bào). 2010(02)
[4]激光原位制備顆粒增強(qiáng)鐵基復(fù)合涂層中碳化物相的形貌分析[J]. 吳朝鋒,馬明星,吳愛平,劉文今,鐘敏霖,張偉明,張紅軍.  金屬學(xué)報(bào). 2009(09)
[5]國外鐵基復(fù)合材料的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 高躍崗,姚秀榮,劉兆晶,李鳳珍,任善之.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(04)

碩士論文
[1]活化物質(zhì)對(duì)Al2O3P/鋼基復(fù)合材料潤濕性和組織性能的影響[D]. 余晶.昆明理工大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3133659