TiCN颗粒增强铁基复合材料的研究.pdfVIP

材 料 20l4年第l期(,15)卷 文章编号：1001-973l(2014)0l0101005 A12()。一TiC／TiCN颗粒增强铁基复合材料的研究 刘胜明，汤爱涛，赵子鹏 (重庆大学 材料科学与工程学院，重庆 400044) 摘 要 ： 利用钛铁矿 原位合成 的Al()。TiC／TiCN— 制备 TiC增强铁基复合材料主要是铸造法和高温 自蔓 Fe复合 粉，通 过 热压 工 艺成 功 制备 出 了不 同 比例 延 (SHS)法 ，但它们都有一定的局限性 J。粉末冶 Al()。一TiC TiCN 增 强 的铁 基 复合 材 料 。研 究 了 金法工艺简单，能充分利用各种材料的性能，生产高精 AI()。TiCTiN颗粒对铁基复合材料组织和性能的 度和复杂形状零件 ，从而减少制品的切削量 ，节约原材 影响。XRD结果显示，在烧结过程 中TiC／TiCN会发 料，可 以以较低 的成本生产出高性能的金属 陶瓷复合 生一定程度的氧化 ，有 Ti的中间氧化物出现。制备的 材料 。 A1()。一TiC TiCN增强的铁基复合材料的性能 比较优 此外 ，增强体与基体 问的界面反应以及 由于增强 良，材料 的最高力学性能为抗 弯强度 1334MPa，维氏 体的表面易受污染从而导致它与基体之间的润湿性差 硬度 802。 等问题还难以解决 。近年来 ，原位合成颗粒强化金属 关键词： 铁基复合材料 ；钛铁矿；A1()。一TiC／TiCN； 基复合材料成为研究的新热点，其增强体是两种或多 组织 ；性能 种元素或化合物在基体 内通过化学反应生成 的。优点 中图分类号： TB333 文献标识码 ：A 为：(1)增强体在基体 内具有热力学稳定性 ，利于高温 D()I：10．3969／．issn．1OOl一9731．2014．01．003 服役工况；(2)增强体 与基体的界面十净，润湿性好， 故界面的结合强度高；(3)增强体尺寸细小 ，分布均 l 引 言 匀，增强效果显著提高；(4)T艺简单且成本低 。‘。采 钢铁基复合材料因其特有的高比强度、高比模量、 用天然矿物为主要原料原位合成制备复合材料 ，小但 高耐磨和耐高温等优 良性能而得到世界各 国材料工作 可以降低成本 ，而且能够获得较好的性 能。住这 一方 者的关注，成为航空航天、汽车工业 、矿 山冶金 、煤炭工 面 ，本文进行了有益的尝试 ，利用天然钛铁矿原位合成 业中最具吸引力的材料之一lIl。一方面 ，钢铁材料具 制备了A1()。FiC／TiCN—Fe复合材料 ，取得 了较好的 有优 良的力学性能，并呵以通过添加合金元素 (如 Ni、 效果。 Cu、Cr、Mn、W、Mo等)和采用热处理改变其组织和力 本文通过添加 Al()。一TiC和 A1()。一TiCN颗粒米 学性能，以便适应不 同的工况要求 ；另一方面，钢铁材 增强铁基复合材料 ，研 究了增 强相 中小 同 比例 的 料资源丰富、成本低 。 Alz()。和 Ti Ti(：N对组织和性能的影响。 Al。()。具有硬度高、耐磨性好 、化学稳定性高，尤 2 实 验 其是在高温时具有 良好的性能 。作为复合材料的硬质 相具有显著的优势 。。。TiC／TiCN具有密度低 、强度 2．1 实验材料 高、弹性模量高、抗氧化 、耐磨及耐腐蚀等优异 的物理 实验所用原料为攀枝花所产 的钛铁精矿 ，平均粒 化学性能 ，并且在烧结过程中晶粒长大的倾