Ti(C,N)材料的研究进展

分别介绍了Ti(C,N)陶瓷材料、Ti(C,N)基金属陶瓷材料和Ti(C,N)基复相陶瓷材料的组织结构、性能、优势及其制备方法。Ti(C,N)陶瓷材料的制备方法主要有气相沉积法、激光熔覆法和自反应喷涂法,Ti(C,N)基金属陶瓷材料的制备方法主要有粉末冶金法和自蔓延高温合成法,Ti(C,N)基复相陶瓷材料的制备方法主要有自反应喷射成形法和自反应喷涂法。最后介绍了Ti(C,N)材料的应用及其应用的局限性。     

纳米Ti(C,N)增强Ti(C,N)基金属陶瓷的制备研究

采用Ti(C,N)纳米粉末制备Ti(C,N)基金属陶瓷.研究了烧结温度、保温时间和升温速度等工艺参数对含10wt％纳米粉末的Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响,得到优化烧结工艺为1450℃,保温75min,升温速度3℃/min.用优化工艺制备的Ti(C,N)基金属陶瓷抗弯强度提高了约36.7％,增强机理主要表现为细晶强化、弥散强化和固溶强化.     

Ti(C,N)基金属陶瓷材料的组织与性能

系统总结了近年来研究的Ti(C,N)基金属陶瓷材料的基本成分、制备过程、工艺处理及其组织与性能,阐述了影响Ti(C,N)基金属陶瓷材料性能的因素,提出了改善Ti(C,N)基金属陶瓷材料性能的努力方向.     

超细/纳米粉末改进Ti(C,N)基金属陶瓷性能研究进展

综述了近几年超细或纳米粉末改进Ti(C,N)基金属陶瓷性能的方法,简要分析了含超细或纳米粉末Ti(C,N)基金属陶瓷的致密化问题.总结了真空烧结 热等静压处理和放电等离子烧结的特点,并分析了微波烧结和等离子活化烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷的可能性.     

SD成型剂对Ti(C,N)基金属陶瓷显微结构和力学性能的影响

采用低压烧结的方法制备Ti(C,N)基金属陶瓷材料,并结合C、N、O分析,XRD、BSE、EDS等测试手段研究了SD成型剂对Ti(C,N)基金属陶瓷合金的C含量、相组成及显微结构和力学性能的影响。结果表明,随着SD成型剂添加量的增加,脱胶后压坯的C含量逐渐增加,N含量逐渐减小;烧结后Ti(C,N)基金属陶瓷由(Ti,Me)(C,N)(Me=W、Mo、Ta)和Ni/Co固溶体相组成;显微组织以黑芯-白环结构为主,并伴随着少量白芯-灰环的结构。SD添加量为100mL/kg时,Ti(C,N)基金属陶瓷材料的抗弯强度达1929MPa,硬度为1588HV30,添加量为180mL/kg时,合金组织中石墨相的出现使其抗弯强度大幅度下降。     

金属陶瓷刀具切削不锈钢的磨损机理研究

利用真空烧结工艺制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片.进行了奥氏体不锈钢的单因素切削试验,并利用SEM、EPMA对金属陶瓷刀具的磨损失效机理进行了详细的研究.结果表明:纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片在切削奥氏体不锈钢时表现出较高的耐磨性,其主要的磨损失效机理为粘结磨损,同时伴随一定的氧化磨损和扩散磨损.     

Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结工艺研究

采用真空烧结工艺制备了Ti(C,N)基金属陶瓷,研究了烧结温度和保温时间对Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织和力学性能的影响,并用SEM观察其断口形貌.结果表明:随着烧结温度的升高,金属陶瓷的组织逐渐变得均匀,硬质颗粒逐渐球化,且其环形相逐渐变得完整;温度过高,保温时间过长,晶粒都会明显长大,环形相变厚,导致材料性能下降.经1440℃烧结,保温60min,可获得较佳的性能,其抗弯强度达1914.2MPa,硬度HRA达90.1.     

金属陶瓷与金属焊接技术的研究现状与展望

Ti(C,N)基金属陶瓷与金属的焊接是Ti(C,N)基金属陶瓷材料得以发展和应用的关键技术之一.介绍了Ti(C,N)基金属陶瓷材料的特点和应用现状,概述了金属陶瓷与金属焊接的技术方法及其研究进展,展望了金属陶瓷与金属焊接技术的应用前景.     

Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的制备及应用

概述了近年来Ti(C,N)基金属陶瓷复合材料的制备及应用研究成果,分析指出,研究的关键在于提高Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧性,同时在保证材料性能的前提下不用或少用钴等稀缺资源,对该材料的发展具有重要意义.     

硬质相粒度对Ti（C,N）基金属陶瓷断裂韧性的影响

用压痕法测定了具有不同粒度硬质相的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧度,结果发现,当成分和制备工艺不变时,Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性随硬质相粒度的增大而减小,进一步分析表明,当Ti(C,N)颗粒较粗时,极易发生穿晶断裂,并且裂纹连续穿晶扩展时亦不会发生显著的偏转或分叉,金属陶瓷呈现较强的脆性断裂特征,而当Ti(C,N)颗粒较细时穿晶断裂几率大大减小,裂纹较易沿Ti(C,N)颗粒与粘结相的界面扩展,导致脆性断裂现象减少和裂纹偏转而增韧。产生上述现象的主要原因与Ti(C,N)晶体的结构有关,面心立方结构的Ti(C,N)晶体中可能存在多个潜在的滑移面和滑移系,裂纹从一个Ti(C,N)颗粒扩展至另一个Ti(C,N)颗粒时很容易形成取向有利。     

纳米增强金属陶瓷的组织及热冲击性能

为了进一步提高金属陶瓷的力学性能及其刀具的高速切削性能, 研究了纳米增强金属陶瓷的显微组织特征和热冲击性能。扫描电镜和透射电镜分析表明: 组织中陶瓷相呈现典型的芯2壳结构特征; 芯为TiC 或Ti (C ,N) , 而壳则为( Ti ,Mo ,W) (C ,N) 固溶体。纳米增强金属陶瓷机制为细晶强化、弥散强化和固溶强化。热冲击实验表明: 随着热循环的进行, 材料中孔洞的数量、孔洞的尺寸以及微裂纹的尺寸随之增大; 同时, 热循环过程中出现的表面氧化、裂纹长大、偏转以及桥接现象也很显著。与常规Ti (C ,N) 金属陶瓷相比, 纳米增强金属陶瓷的抗热冲击性能明显提高。      

碳含量对超细Ti(C,N)基金属陶瓷的结构及性能的影响

采用电子扫描显微镜、能量弥散X射线探测器、X射线衍射仪,研究了不同碳含量的Ti(C,N)基金属陶瓷的显微结构。同时测量了它们的维氏硬度以及横向断裂强度。实验结果表明:随着碳含量的增加,晶粒越细,降低了黏结相中钨、钼的溶解度,并使得重芯相(Ti,Mo,W)(C,N)的体积分数增加。如果添加的碳含量过少或者过多,都将使相组成偏离正常的两相区,生成第三相;碳添加量过少,则生成η相,过多则生成游离碳;而第三相的生成将显著降低金属陶瓷的机械性能。     

Effect of SiC whisker addition on the microstructures and mechanical properties of Ti(C,N)-based cermets

Ti(C, N)-based cermets with addition of SiC whisker (SiC_w) were prepared by vacuum sintering. The microstructures of the prepared cermets were investigated by using X-ray diffractometry (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). Mechanical properties such as transverse rupture strength (TRS), fracture toughness (K_IC) and hardness (HRA) were also measured. It was found that the grain size of the cermets was affected by the SiC whisker addition. The cermets with 1.0 wt.% SiC whisker addition exhibited the smallest grain size. The porosities of the cermets increased with increasing SiC whisker additions. The addition of the SiC whisker had no influence on the phase constituents of the cermets. Compared with the cermets with no whisker addition, the highest TRS and fracture toughness for cermets with 1.0 wt.% SiC whisker addition increased by about 24% and 29%, respectively. The strengthening mechanisms were attributed to finer grain size, homogeneous microstructure and moderate thickness of rim phase. The toughening mechanisms were characterized by crack deflection, whisker bridging and whisker pulling-out.     

Ti(C,N)基金属陶瓷烧结过程的冶金基础及其显微组织特征Ⅰ烧结过程的冶金基础

综述了Ti(C,N)基金属陶瓷烧结过程中的冶金基础.涉及烧结冶金过程中的几个重要的基础问题:Ti(C,N)的稳定性,粘结相同硬质相的润湿性,碳、氮化合物在粘结上中的溶解度及其选择溶解性.     

细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷的研究进展

综述了细晶粒Ti（C,N）基金属陶瓷的研究现状,简要分析了原始粉末粒径、烧结工艺、烧结方法对其性能的影响,介绍了几种新的制备方法,指出必须发展新的制备技术,以充分发挥细晶粒金属陶瓷的优越性。     

常用高速切削刀具材料的性能分析与应用

要实现高速切削加工,刀具材料是关键,高速切削技术是随着刀具技术如刀具材料等的发展而发展起来的。本文介绍了高速切削加工中常用的聚晶金刚石、立方氮化硼、陶瓷、Ti(C,N)基金属陶瓷等材料和涂层刀具等的特性、应用范围和发展趋势,以促进高速切削技术的广泛应用。     

功能梯度Ti(C, N)基金属陶瓷制备技术

通过真空液相烧结制备出Ti(C,N)基金属陶瓷基体,并对基体表面进行双辉等离子渗碳处理。运用扫描电子显微镜(SEM) 、电子探针(EPMA)、X射线衍射(XRD)等分析手段对渗碳前后材料的显微组织形貌、成分分布以及物相组成进行分析。结果表明,双辉等离子渗碳后金属陶瓷表面富Ti、Mo、W、C、N元素,贫Ni。渗碳过程中表层高的碳活度驱使内部的Ti、Mo、W元素向外迁移,从而迫使Ni向内迁移。渗碳后,材料表层富硬质相,近表层富粘结相。渗碳处理使试样表层硬度得到提高,对横向断裂强度影响不大。     

Denitrification of Ti(C,N) based cermet during powder mixing process

Changes in the nitrogen content of Ti(C,N)-based cermets during powder mixing and sintering processes were investigated and the denitrification mechanism was re-evaluated. The denitrification of N-containing cermets occurrs mainly during the powder mixing process, and is relatively small during sintering periods. Denitrification during powder mixing is caused by oxidation of the Ti(C,N) powders in contrast to denitrification during sintering, which is caused by the decomposition of the nitrides due to the high nitrogen partial pressure. It was concluded that the main source of oxygen for the powder oxidation was the water present in the ethanol solvent.