Ti(C,N)/NiCr基金属陶瓷的制备与组织性能的研究

【摘要】：本文综述了Ti(C,N)基金属陶瓷的研究进展,讨论了不同元素成分对其组织和性能的影响,通过优化工艺参数制备了Ti(C,N)基金属陶瓷试样,研究了添加不同含量的粘接相Ni和Cr对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能和高温抗氧化性能的影响。本文对Ti(C,N)/NiCr基金属陶瓷的成分和烧结工艺进行了优化,测试了烧结后的Ti(C,N) /NiCr基金属陶瓷的硬度和抗弯强度,试验结果表明,优化后的A成分(34.1%TiC-10%TiN-32%Ni-6.5%WC-16%Mo-0.8%C-Cr3C2)与C成分(34.1%TiC -10%TiN-25.6%Ni-6.4%Cr-6.5%WC-16%Mo-0.8%C-Cr3C2)的金属陶瓷经过1410℃烧结后的试样综合力学性能最好。 运用数值方析的方法探讨了各种成分金属陶瓷性能的分散性,发现A成分和C成分金属陶瓷试样的性能分散性较小。 在此基础上,并对A成分与C成分金属陶瓷在1000℃下进行了高温氧化实验,观察到A成分金属陶瓷的表面形成了疏松已脱落的粉末体,而C成分金属陶瓷的表面则形成了比较致密光滑的薄膜;计算氧化后的增重速率发现:C成分金属陶瓷比A成分金属陶瓷的增重速率要小,说明C成分的金属陶瓷的抗氧化性能要好于A成分的金属陶瓷。测试了氧化后的金属陶瓷试样的抗弯强度,研究了Ti(C,N) /NiCr基金属陶瓷氧化前后力学性能的变化,发现C成分金属陶瓷的抗弯强度由氧化前的2000MPa变为氧化后的1155MPa,而A成分金属陶瓷的抗弯强度由氧化前的2000MPa变为氧化后的886MPa;采用X射线衍射(XRD)方法分析了Ti(C,N) /NiCr基金属陶瓷氧化前后氧化膜的微观结构,结果表明:A成分的金属陶瓷氧化后氧化膜表面主要由颗粒状的NiTiO_3与TiO_2组成;添加Ni/Cr的C成分金属陶瓷的氧化产物主要为NiCr2O4。