铸造烧结铁基表面复合材料的组织、性能及形成机理研究
【摘要】：
通过合理的成分设计和工艺参数的优化选择，利用铸造烧结技术，在铸铁件表面获得了一层厚为3～6mm的耐磨复合材料层。
利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子探针以及X-射线衍射仪，分析了表面复合层的基体组织结构；运用反应热力学、动力学、粉末烧结理论和燃烧合成理论，结合差热分析结果，探讨了表面复合层压坯的烧结致密化原理和碳化物增强相的形成机理；同时，利用干滑动摩擦磨损实验，对表面复合层的耐干滑动摩擦磨损的性能进行了研究。
研究表明：(1)利用铸造烧结技术可以在铸件表面获得一定厚度耐磨性能良好的表面复合层。(2)表面复合层内增强相TiC或VC为原位生成，其颗粒细小，分布均匀，无明显梯度分布或偏聚现象。基体组织为马氏体+奥氏体，此外还含有(Pe，Cr)_7C_3等增强相。(3)复合层与母体的结合属于冶金结合，具有很高的结合强度，并且结合界面干净无有害相生成。(4)表面复合层压坯的烧结形式是小液相量瞬时液相烧结。复合层的烧结致密化过程完成的较好，获得的耐磨复合层具有很高的致密度。烧结过程中颗粒重排阶段对致密化的作用明显，溶解和析出阶段次之，固相烧结阶段作用最小。(5)增强相的生成受液相反应的溶解-析出和固相反应的扩散-固溶两种机制作用，其中前者的作用尤为重要。增强相的合成反应达到平衡后，进一步保温会导致小颗粒溶解和大颗粒长大。(6)载荷为588N的干滑动摩擦磨损实验表明，Fe-TiC和Fe-VC表面复合材料的相对耐磨性分别是可淬硬
四川大学硕士学位论文
铸铁材料的3．14倍和4．20倍。通过对磨痕的分析，阐述了其磨损机理，
说明了耐磨性提高的原因。
【关键词】：铸造烧结 原位生成 铁基复合材料 表面复合材料 耐磨性 生成机理 【学位授予单位】：四川大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TB331
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2002.121261
【目录】：
- 中文摘要2-4
- 英文摘要4-9
- 第一章 绪论9-23
- 1．1 金属基复合材料9-10
- 1．2 铁基复合材料10-17
- 1．2．1 铁基复合材料的研究现状10-11
- 1．2．2 铁基复合材料常用的制备方法11-14
- 1．2．3 铁基复合材料研究存在的问题14-17
- 1．3 研究方向的提出17-18
- 1．4 研究课题的确立和选题的意义18-21
- 1．4．1 确立研究课题18-20
- 1．4．2 选题的目的及意义20-21
- 1．5 本研究的主要内容及技术路线21-23
- 第二章 铸造烧结铁基表面复合材料的制备23-35
- 2．1 实验设备23
- 2．2 实验材料23-30
- 2．2．1 母体材料的选取24-25
- 2．2．2 表面复合层的成分设计25-30
- 2．3 实验技术及工艺30-33
- 2．3．1 工艺方案的设计30-31
- 2．3．2 工艺参数的确定31-33
- 2．4 表面复合材料组织分析和性能测试33-35
- 第三章 表面复合材料的显微组织分析35-42
- 3．1 复合质量的宏观检测及复合层与母体的结合界面35-37
- 3．1．1 复合质量的宏观检测35
- 3．1．2 复合层与母体的结合界面35-37
- 3．2 表面复合层的显微组织及成分分析37-42
- 3．2．1 含V的表面复合材料层37-40
- 3．2．2 含Ti的表面复合材料层40-42
- 第四章 表面复合材料层烧结致密化及增强相生成机理42-57
- 4．1 铸造烧结技术的工艺特点42-45
- 4．2 表面复合层压坯的烧结致密化45-49
- 4．2．1 表面复合层的烧结形式45
- 4．2．2 表面复合材料层的致密化过程45-49
- 4．2．2．1 颗粒重排阶段46-47
- 4．2．2．2 溶解与析出阶段47-49
- 4．2．2．3 固相烧结阶段49
- 4．3 表面复合材料层中增强相的形成机理49-57
- 4．3．1 合金碳化物生成的可能性50-51
- 4．3．2 特殊碳化物增强相的生成机制51-57
- 4．3．2．1 TiC颗粒增强相的生成机制51-53
- 4．3．2．2 VC增强相的生成53-57
- 第五章 表面复合材料的耐磨性研究57-63
- 5．1 实验原理及方法57-58
- 5．2 实验结果及分析58-63
- 5．2．1 对比试样磨损机理分析59-60
- 5．2．2 铁基表面复合材料的耐磨机理60-61
- 5．2．3 铁基表面复合材料耐磨性能的影响因素61-63
- 5．2．3．1 V含量对材料耐磨性能的影响61
- 5．2．3．2 VC颗粒形状及分布对耐磨性的影响61-62
- 5．2．3．3 其他合金元素对耐磨性的影响62-63
- 第六章 结论63-64
- 参考文献64-69
- 致谢69
全文下载：
CAJ格式
不支持迅雷等加速下载工具，请取消加速工具后下载
|
|
|
|
| 1 |
张正洋;铸渗WC复合材料的研究[J];铸造;1993年04期 |
| 2 |
孔宪武,张爱华,董汉君,金丽霞,范鲁海,李道韫,李少雄,徐连棠,战松江;金属基复合材料磨损试验研究[J];兵器材料科学与工程;1993年06期 |
| 3 |
杨君友,萧建中,张同俊,胡镇华,崔崑;颗粒复合材料颗粒相/基体相界面结合强度~*[J];材料导报;1993年05期 |
| 4 |
易又南,杨瑞林,卢达溶;铸渗法制造耐磨复合材料的研究[J];铸造;1985年05期 |
| 5 |
袁绪华,汪大经,代振福,毛凯泉;铸铁件表面合金化的研究与应用[J];铸造;1987年01期 |
| 6 |
尤力平,刘少峰,贺从训,石云华,林晨光,王晓华;含钇WC-Co系硬质合金中钇相的电子显微镜研究[J];中国稀土学报;1990年04期 |
| 7 |
梁济,蔡惠民;铸铁件表面高锰复合层的研究[J];铸造;1991年04期 |
| 8 |
锦吴波,杨全;铸造复合材料研究进展[J];铸造;1991年06期 |
| 9 |
罗重麟;稀土元素对YT5R硬质合金的使用性能与显微结构的影响[J];稀有金属与硬质合金;1991年02期 |
| 10 |
游兴河;WC在WC／钢复合材料中的溶解行为[J];复合材料学报;1994年01期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
王忠国;法国航空用复合材料的现状与发展趋势[J];材料导报;1992年05期 |
| 2 |
潘进,宁小光,胡魁毅,叶恒强;硼酸铝晶须增强Al复合材料的性能及界面结构[J];金属学报;1993年06期 |
| 3 |
林君山,沙民,沈文荣,李鹏兴,吴人洁;铸造SiC_p/2024复合材料微观结构与强化机制的研究[J];金属学报;1993年09期 |
| 4 |
张一民;桂嘉年;吴逸贵;王仁卉;;Cu-Al-Ni形状记忆合金中的高温析出[J];电子显微学报;1993年02期 |
| 5 |
易又南,杨瑞林,卢达溶;铸渗法制造耐磨复合材料的研究[J];铸造;1985年05期 |
| 6 |
袁绪华,汪大经,代振福,毛凯泉;铸铁件表面合金化的研究与应用[J];铸造;1987年01期 |
| 7 |
王华明,纪嘉林;以合金白口铸铁为基的硬质粗颗粒型复合合金耐磨性的研究[J];机械工程材料;1987年06期 |
| 8 |
刘立新;金属-陶瓷粒子型铸造复合材料[J];宇航材料工艺;1988年01期 |
| 9 |
郭树启;韩圭焕;姚忠凯;;SiC_w/Al复合材料的微观结构与性能[J];金属学报;1988年06期 |
| 10 |
刘耀辉;李庆春;何镇明;;金属基铸造颗粒复合材料[J];复合材料学报;1989年01期 |
|
|
|
|
|
| 1 |
丁义超,王一三,朱达川,孙志平;V_8C_7-Fe基表面复合材料的铸造烧结过程和耐磨性研究[J];热加工工艺;2003年02期 |
| 2 |
李凤春,王一三,杨屹,冯可琴,孙志平,李功伟,戴红星;铸造烧结Fe-TiC表面复合材料的制备及其耐磨性研究[J];热加工工艺;2001年02期 |
| 3 |
孙志平,王一三,丁义超,李凤春;铸造烧结VC-Fe基表面复合材料[J];铸造技术;2001年05期 |
| 4 |
杨世洲,王一三,丁义超;VC-WC-Fe基表面复合材料的显微组织研究[J];热加工工艺;2004年08期 |
| 5 |
孙志平
,王一三
,丁义超
,李凤春;铸造烧结VC-Fe基表面复合材料耐磨性研究[J];特种铸造及有色合金;2002年04期 |
| 6 |
杨屹,冯可芹,王一三,申开智;铸造烧结法[J];热加工工艺;2003年04期 |
| 7 |
程凤军,王一三,丁义超,王静,石建国,赖丽,杨廷贵;原位内生碳化钒颗粒增强铁基表面复合材料的研究[J];铸造技术;2005年05期 |
| 8 |
丁义超,王一三,朱达川,孙志平;铸造烧结V_8C_7-Fe表面金属陶瓷的研究[J];铸造技术;2003年04期 |
| 9 |
王一三,李凤春,曾光廷,张欣苑;铸造烧结原位生成TiC-铁基表面复合材料[J];兵器材料科学与工程;2000年06期 |
| 10 |
应寒冰;周蒙蛟;余宗宝;;原位生成TiCp/Fe复合材料的热处理转变[J];浙江万里学院学报;2008年05期 |
|
