中频感应熔渗原位冶金WC块体复合材料研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:haiyunnihao
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
传统粉末冶金制备WC复合材料工艺复杂、周期长、能耗高;新兴快速制备工艺集中于表面增强涂层的研究,多以WC为原料,而其在高能束流高温作用下易烧损、分解,对材料性能不利。因此,短流程快速原位制备WC复合材料显得越来越重要。本文开发了中频感应熔渗原位冶金制备WC块体复合材料新方法,实现了短流程、低成本、快速的原位制备WC块体复合材料。  本文以W-C粉末为原料,利用中频感应熔渗原位冶金方法制备了WC块体复合材料。分析了复合材料的物相和组织结构,研究了复合材料的干滑动摩擦磨损性能,考察了工艺参数变化、钨碳配比变化、合金元素及合金碳化物对复合材料组织性能的影响,研究了高温固相W-C原位反应过程。  研究结果表明,中频感应熔渗原位冶金生成了大量WC相,获得了以WC为主要硬质相,Ni基固溶体为粘结相的块体复合材料,宏观成型好,致密。WC相为棱角分明的矩形或三角形晶粒,从试样项部到底部成梯度分布。随保温时间的延长,WC相的晶粒尺寸逐渐增大,但时间过长,试样会出现气孔等缺陷。当W/C(mol比)<1∶1时,随C含量的增加,原位生成的WC含量在增长;当W/C(mol比)≥1∶1时,C含量的增加并未对原位生成的WC含量造成明显影响,但试样中出现的石墨夹杂增多。随Mo含量从4.76%、13.04%到20%的增加,WC由规则的三角形和长方形晶粒变为无规则晶粒,且粒度不均匀。随Cr3C2含量从13.04%、16.67%到20%的增加,WC晶粒的不规则性增加,试样中出现的气孔增多。加入的6.25%的Cr则全部固溶于Ni基体中,并未对材料的物相及组织产生明显影响。中频感应W-C固相反应过程中,在Ni块熔化前,W和C反应首先生成W2C相,W2C相与固相中的C继续反应完全转化为WC相。  研究了中频感应熔渗WC复合材料的耐干滑动磨损性能,探讨了材料的磨损机制,分析了不同钨碳配比和添加合金元素对材料耐磨损性能的影响。结果表明: WC复合材料的干耐滑动磨损性能受钨碳配比的影响,当W/C(mol比)<1∶1时,随着C含量的增加,WC含量增加,耐磨损性能提高;当W/C(mol比)>1∶1时,剩余的石墨增多,产生了减摩效果。加入Mo及Cr3C2,试样中产生了更多的合金碳化物,WC的含量下降,导致材料的耐磨损性能下降;而加入的Cr全部溶于Ni基体,起到固溶强化的作用,提高了材料的耐磨性。其中,W/C(mol比)=1∶1保温时间40s的试样及加入6.25%Cr的试样,耐磨性能优于YG11。WC复合材料的磨损机制主要为氧化剥层磨损,伴随片状磨屑及磨粒与磨损表面多次作用形成的块状磨屑产生。
其他文献
金属基复合材料的制备方法和性能研究虽取得了不少进展,但材料的环境协调性并不突出。本文从环境效应考虑,在保持金属材料的力学性能指标基本不变的前提下,使组元单一化,利用
光电化学(PEC)传感器是一种基于光电化学转换特性基础上用于检测物质浓度的器件,具有灵敏度高、选择性好和检测时间短等优点,是一种极具应用前景的分析检测手段。二氧化钛(Ti
目的 探讨大气颗粒物(PM2.5)对皮肤角质形成细胞的生物学效应.方法 角质形成细胞株(HaCaT细胞)暴露于不同浓度PM2.5混悬液(0~400μg/ml)24 h,采用CCK-8法检测不同浓度及不同暴