在Al₂O₃預制坯里添加15%的Ti粉,制備Ti活化Al₂O_3p/65鋼復合材料,研究了Ti元素對復合材料組織、潤濕行為和性能的影響。相比未添Ti粉的復合材料,添加Ti粉的復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°;復合材料的硬度、三點抗彎強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鋼基復合材進行耐磨性對比，每個試樣的試驗周期為１２０ｍｉｎ，每３０ｍｉｎ在精度為０．１ｍｇ的天平上測量質(zhì)量損失。２試驗結(jié)果與討論２．１復合材料組織分析圖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，基體組織和復合區(qū)無明顯的鑄造缺陷，復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粉的復合材料表面形貌及界面形貌圖圖３為Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５鋼基復合材料和添加Ｔｉ粉的復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鋼基復合材料浸滲深度有所改善，達到８～９ｍｍ，并且基體和復合層都沒有縮孔、縮松缺陷，復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鋼復合材料的組織和性能廖沖等

（ａ）Ａｌ２Ｏ３ｐ／６５鋼基復合材料（ｂ）添加Ｔｉ粉的復合材料圖３添加Ｔｉ粉前后復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原子進行擴散，而Ｔｉ原子也同樣向基體中的Ｃ原子擴散，活化物質(zhì)Ｔｉ元素和Ｃ發(fā)生了化學反應，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為復合材料界面線掃描。可以看出，Ａｌ２Ｏ３顆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)合強度。對復合材料進行了ＸＲＤ分析，分析結(jié)果見圖５，可見復合材料中存在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制體，導致涂層材料向前運動，遇到阻擋的增強體顆粒時，在顆粒表面形成了ＴｉＣ包覆層。圖４復合材料微觀界面圖５復合材料ＸＲＤ物相線掃描分析結(jié)果２．２Ｔｉ對復合材料潤濕行為的影響圖６為潤濕角測試結(jié)果。從

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3133659