原位SiC颗粒增强MoSi_2基复合材料室温断裂韧度的效果与机制

以钼、硅、碳粉末为原料,采用湿法混合和原位反应热压一次复合工艺制备纯MoSi2及含原位SiC颗粒体积分数为40%的SiCP/MoSi2复合材料试样,并研究其显微结构和室温断裂韧度.结果表明,原位SiC使MoSi2基体晶粒得到明显细化,消除了脆性SiO2玻璃相,并阻碍SiCP/MoSi2复合材料断裂时的裂纹扩展而造成裂纹的偏转和桥接,最终使SiCP/MoSi2的室温断裂韧度比纯MoSi2有了大幅度的提高,达到4.91 MPa.m1/2.     

TiC-TiB2/MoSi2复合材料的制备及力学性能

以MoSi2、Ti和B4C粉为原料,采用高温热压技术原位合成不同体积百分数TiC-TiB2强韧化MoSi2复合材料,研究了TiC-TiB2颗粒对MoSi2基体材料显微组织结构和力学性能的影响.实验结果表明,采用MoSi2、Ti和B4C粉为原料进行热压原位合成是可行的.30%TIC-TiB2/MoSi2复合材料的抗弯强度和维氏硬度分别达到468.3 MPa和17 070,与纯MoSi2比较,分别增加了63.2%和83.5%.随着TiC-TiB2体积分数的增加,TiC-TiB2/MoSi2复合材料的晶粒大小明显细化,断裂方式由沿晶断裂为主向穿晶断裂为主转变,强化机制是细晶强化和弥散强化.     

MoSi2粉体球磨过程中的机械化学效应

采用激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析仪器研究了金属间化合物MoSi2粉体在湿法球磨过程中粉体颗粒度、晶粒尺寸和显微应变随球磨时间的变化规律。同时,探讨了湿法球磨MoSi2粉体的显微结构特点及其细化机理。结果表明,细化主要发生在球磨初期,球磨40h后细化趋于稳定,球磨100h后MoSi2未发生晶型转变,其平均晶粒尺寸为14.2nm、平均粒度为0.140μm,粒度分布曲线呈现亚微米区和纳米区共存的双峰特征,晶粒尺寸和显微应变呈现ε=17.0844D-0.4468的逆变关系。颗粒的细化主要取决于球磨初期研磨介质进入微裂纹起到楔裂作用,加速粉体碎化;球磨后期研磨介质包裹在颗粒表面,防止团聚两方面的作用。     

Si_3N_(4(p))/SiC_((w))强韧化MoSi_2基复合材料的显微组织与力学性能

采用热压工艺制备了不同Si3N4(p)和SiC(w)体积含量的MoSi2基复合材料,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度计、电子万能材料试验机等研究了复合材料的显微组织、硬度、断裂韧度和抗弯强度,并对其强韧化机理进行了初步探讨。结果表明,复合材料结构致密,强化相与MoSi2之间没有新相生成,力学性能较纯MoSi2得到大幅度提高,其中MoSi2-20%Si3N4(p)-20%SiC(w)复合材料具有最好的抗弯强度和断裂韧度,分别为427MPa和10.4MPa.m1/2。复合材料的强化机制为细晶强化和弥散强化,韧化机制为细晶韧化和裂纹偏转与分支韧化。     

MoSi2基复合材料的室温韧性研究

本文以Mo2C和Si粉为原料,同时添加合金元素Nb粉和ZrO2陶瓷颗粒,经真空热压烧结制得(NbC+ZrO2)-MoSi2原位复合材料,采用合金化和复合化的方法综合改善MoSi2的室温韧性.结果表明,所得复合材料的室温断裂韧性不仅比纯MoSi2材料有很大程度的提高,而且也明显好于Nb增韧MoSi2基复合材料和ZrO2增韧MoSi2基复合材料.此外,对复合材料的室温增韧机理进行了初步探讨.     

铜含量对注射成形Cu/Al_2O_3复合材料性能的影响

采用注射成形方法制备了Cu/Al2O3复合材料,研究了铜的含量对复合材料性能的影响,结果表明:铜含量为10%时,复合材料具有最佳综合性能。通过扫描电镜观察了复合材料的断口形貌,分析了其断裂机制,表明Cu/Al2O3复合材料断裂时存在沿晶断裂、穿晶断裂以及铜颗粒的拔出三种方式,且三者比例依次降低。     

Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷组织的研究

采用粉末冶金工艺制备不同WC含量的Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷组织、断口形貌和裂纹扩展路径。结果表明:Ti(C,N)-xWC-Ni-Mo-C金属陶瓷除了有黑芯-灰壳组织,还有白芯-灰壳组织。随着WC含量的增加,晶粒有细化趋势,但当WC含量达到20%(质量分数)时,晶粒有所长大。材料断裂模式主要是沿晶断裂和穿晶断裂;在裂纹扩展过程中,产生裂纹桥接、裂纹偏转和微裂纹。     

锻造对TiC颗粒增强钛基复合材料组织和性能的影响

对原位生成TiC颗粒增强钛基复合材料进行锻造,通过金相显微镜(OPM)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)等手段,研究锻造后材料的显微组织及拉伸断口形貌,利用CETR UMT-3多功能微摩擦磨损测试仪测定材料的摩擦磨损行为。结果表明:锻造后钛基复合材料的组织缺陷得到消除,晶粒明显细化,抗拉强度由1 126 MPa提高到1 309 MPa;材料拉伸断口为TiC解理断裂与基体局部延性断裂相结合的混合型断口。随载荷不断增加,TiC粒子首先断裂,裂纹在基体中迅速扩展,导致复合材料失效。在摩擦实验初期,材料的摩擦因数较小且较稳定,而后期摩擦因数变化幅度较大;随时间延长,磨损面上的TiC颗粒发生破碎,失去承载作用,导致磨损量变大;摩擦磨损过程中材料表面Ti发生氧化,形成氧化磨损;锻造后材料的磨损量及摩擦因数都减小。     

谐波减速器服役过程中柔轮断裂失效原因分析与工艺改进

通过显微组织的观察分析、断口形貌的观察和硬度测定,分析造成柔轮疲劳断裂失效的原因。结果表明,失效柔轮的显微组织为回火屈氏体,柔轮上存在较严重的3级带状组织。虽然存在MnS和Al2O3夹杂物引起的4.42μm微孔,但由于其尺寸和数量较小,不是导致其断裂的主要原因。样品的晶粒整体上较粗大,断口裂纹处晶粒更粗大且更不均匀,断口裂纹处的晶粒尺寸是远离断口晶粒的1.4倍。晶粒粗大使晶界面积减小,导致塑性变形不均匀,易产生应力集中,从而产生初生裂纹,同时也不利于阻碍裂纹的扩展,导致样品发生断裂失效。因此,原奥氏体晶粒粗大是导致柔轮疲劳断裂主要原因。可通过循环热处理或增加正火预处理,达到细化晶粒的作用。     

La_2O_3增强增韧(Mo_(0.7),W_(0.3))Si_2复合材料的作用机理

通过多组元自蔓延反应及热压烧结方法制备了(Mo0.7,W0.3)Si2材料及掺杂1.5.%(质量分数)La2O3的(Mo0.7,W0.3)Si2复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)、透射电镜(TEM)及物理机械性能测试方法对复合材料组织性能进行了表征,并深入探讨了其强韧化机理。结果表明:La2O3掺杂的(Mo0.7,W0.3)Si2复合材料由(Mo,W)Si2、(Mo,W)5Si3、硅酸镧构成。掺杂La2O3后,La2O3与脆性相Si O2形成硅酸镧化合物,与未掺杂La2O3的(Mo0.7,W0.3)Si2相比,复合材料的晶粒明显细化,强度和韧性均明显提高,其强化原因有细晶强化及颗粒弥散强化;韧化原因有晶粒细化、Si O2的减少、位错缠结、颗粒的拔出、裂纹偏转及微裂纹产生。     

"高温大变形+超快冷"工艺对X70管线钢组织性能的影响

对比"高温大变形+超快冷"工艺和传统TMCP工艺,研究了80℃/s超快冷条件下的X70管线钢显微组织演变规律、相变动力学和强韧化机制.结果表明,高温大变形后进行超快冷使晶粒细化,试验钢位错密度提高,析出物弥散细小,改善了试验钢的综合性能.另外,随着终冷温度的降低,韧脆转变温度先降后升,过高终冷温度生成的退化珠光体和过低...     

纳米复合陶瓷材料的增韧补强机理研究进展

纳米复合陶瓷材料可以极大地提高抗弯强度和断裂韧性。综述了目前相关的增韧补强机理的研究情况，主要包括基体晶粒的细化及由沿晶断裂向穿晶断裂模式的转变，热处理对微裂纹的愈合作用；指出了研究中尚需解决的问题。     

干摩擦条件下SiC/MoSi_2与WC-Co对磨时的磨损特性研究

采用扫描电镜和能谱仪观察和测定了SiC/MoSi2复合材料与WC-Co对磨试样的磨损表面和磨屑的形貌及成分,研究了SiC/MoSi2复合材料与WC-Co摩擦副的干摩擦磨损性能和磨损机理。研究结果表明:SiC/MoSi2复合材料与WC-Co摩擦副的主要磨损机制在初始磨损阶段主要由微观断裂机制控制,并伴有粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损;在稳定磨损阶段由粘着磨损机制控制,并伴有微观断裂和氧化磨损。SiC/MoSi2复合材料与硬度较大的WC-Co磨轮对磨时的磨损率比与硬度较小的CrWMn钢磨轮对磨时的磨损率低。     

Mo-La2O3复合材料微观结构与力学性能的研究

采用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),维氏硬度计,电子万能材料试验机,动态热模拟机研究了稀土钼复合材料的结构、形貌、硬度、断裂韧性、高温屈服强度、强韧化机理等。结果表明:在钼中添加适量的La2O3,可起到室温强韧化和高温强化作用。随着La2O3含量的增加,样品的硬度、断裂韧性呈先增后减的规律,其最大值分别为l0.85 GPa7,.25 MPa.m1/2。该材料的强化机制为细晶优化和晶界强化;韧化机制为细晶韧化,裂纹偏转、微桥接和弯曲韧化。     

Si和La元素对Mo丝显微组织与力学性能的影响

系统研究了La、Si单元掺杂和复合掺杂对钼丝的显微组织和力学性能的影响及其作用机制,优化出具有优异力学性能的Mo-Si-La合金丝的成分为Mo-0.15Si-(0.5～0.8)La.MoSi2与Mo原位反应生成Mo5Si3和Mo3 Si硬质相,起到良好的晶粒细化作用和弥散强化作用.La2O3颗粒通过延迟微裂纹的形成和扩...     

钼硅金属间化合物复合材料的制备及其应用

二硅化钼（MoSi2)既是一种极其重要的边缘化合物，也是一种性能优异的高温材料。本文对MoSi2及其复合材料的应用及发展现状作了简要概括，并简单介绍了几种制备MoSi2及其复合材料的工艺技术。     

低合金高强度AH60钢板的研制开发

 分析了板坯表面横裂纹产生的原因及低合金高强度钢的强化机理,采用合理的工艺优化措施生产出无缺陷铸坯,特别是在控轧控冷前提下,利用细晶强化和相变强化,并结合缓冷工艺实现微合金的后期析出强化,成功开发出AH60微合金高强度钢板,达到设计强度要求。同时,通过合理应用控轧控冷工艺,降低了合金加入量和生产成本。     

纤维类型和涂层对纤维增强MoSi2复合材料弯曲性能的影响

以短切碳纤维(Cf)和碳化硅纤维(SiCf)为增强相,并用化学气相渗透法对部分纤维进行炭涂层处理,采用热压法制备了4种纤维增强MoSi2基复合材料(SiCf-MoSi2、SiCf/C-MoSi2、Cf-MoSi2和Cf/C-MoSi2),研究了纤维类型及表面炭涂层对MoSi2基复合材料弯曲性能的影响.结果表明纤维的加入明显提高了MoSi2的抗弯强度,加入5%SiCf和5%Cf的复合材料的强度比纯MoSi2分别提高了9.0%和22.8%,Cf增强作用明显优于SiCf;纤维类型相同时,具有炭涂层的纤维增强效果更显著,5%Cf/C-MoSi2复合材料的强度最高,达到了364.7MPa,比纯MoSi2的强度提高了30%;扫描电镜分析表明,无炭涂层的SiCf与MoSi2基体间存在着明显的裂缝,炭涂层改变了纤维与基体的界面结合;有涂层纤维的断裂机制为首先脱粘然后拔出.     

MgO/HA复合材料的强韧化与冷处理

以多种不同粒径的MgO颗粒为第二相,以HA为基体,采用无压烧结法制备MgO/HA复合材料;研究MgO粒径与MgO/HA复合材料的抗弯强度和断裂韧性之间的关系,探讨冷处理对复合材料性能的影响。结果表明:添加适宜粒径的MgO颗粒能够提高HA复合材料的抗弯强度和断裂韧性,其断裂韧性可达基体断裂韧性的1.5倍,抗弯强度可达基体抗弯强度的1.29倍,MgO颗粒增韧的粒径范围为15～35μm,增强的粒径范围为<25μm。冷处理可以进一步提高复合材料的强度和韧性,而且可以改变增韧和增强的MgO粒径范围,使增强与增韧粒径的重叠范围变宽。