原位TiC弥散强化420不锈钢的显微组织与耐磨性研究

采用原位铸造法和电渣重熔工艺制备了TiC颗粒弥散强化420不锈钢材料,并用环-块摩擦磨损试验机研究了油润滑下弥散强化钢的滑动摩擦磨损性能.结果表明:原位TiC颗粒均匀弥散分布在基体中,颗粒尺寸为1～5 μm,呈四边形或多边形,与基体结合良好且无团聚现象.在420不锈钢中原位合成TiC颗粒后室温强度明显提高,但420不锈钢的塑性和冲击韧性下降;与420基体磨损试验对比可见,TiC弥散强化420不锈钢具有良好的耐磨性.     

TiC弥散强化2A50铝基复合材料性能的研究

采用原位合成法制备了TiC颗粒弥散强化2A50铝基复合材料.研究了TiC对材料力学件能及耐磨损性能的影响.结果表明,加入TiC颗粒后.合金铸态组织细化,室温抗拉强度和屈服强度得到一定程度提高;高温下.合金的拉伸性能随TiC加入量增加而变化的规律与室温相似.合金中TiC颗粒的引人大大提高了合金的耐磨性能.在油润滑条件下,TiC/2A50材料的耐磨损性能远远优于其母合金以及其他典型的金属耐磨材料.     

原位合成TiC颗粒弥散强化2A50铝基耐磨材料

采用原位合成的方法制备30wt%TiC/Al中间合金.再以2A50铝合金为基体,通过搅拌铸造法加入一定量的中间合金制备TiC颗粒弥散强化2A50铝基耐磨材料.采用XRD和SEM研究了中间合金的显微组织和相组成以及TiC颗粒的加入对基体的组织及力学性能的影响.结果表明:TiC为原位合成反应的唯一生成产物,且颗粒细小分布均匀,TiC颗粒的加入能够细化基体的晶粒,显著提高基体合金的力学性能,尤其是耐磨损性能.     

TiC弥散强化17-4PH钢的显微组织和性能

采用熔铸过程中的原位反应合成工艺方法,制备了TiC弥散强化17-4PH。实验结果表明,弥散强化钢中的TiC呈球状形貌,且分布均匀,没有出现团聚现象;颗粒尺寸为3-5μm。在17-4PH不锈钢基中引入TiC颗粒后,看不到明显的马氏体,而且在奥氏体晶界上发现有δ铁素体条存在。在油润滑条件下,弥散强化钢的耐磨损性能比基体合金高3倍。     

TiC增强高锰钢基复合材料的组织与磨损性能

高锰钢是传统的耐磨材料。为进一步提升高锰钢的耐磨性能,使其能满足复杂工况的使用要求,本文采用凝固析出方法制备了不同体积分数TiC增强的高锰钢基复合材料,系统研究了复合材料的显微组织和磨料磨损性能。热处理后,复合材料由奥氏体和TiC两相组成,TiC颗粒均匀分布在高锰钢基体中,颗粒与基体界面清洁。磨料磨损实验表明,TiC颗粒的引入提高了复合材料耐磨性能。然而,复合材料的磨损性能随着TiC体积分数的增加而降低。研究表明这是因为随着TiC体积分数的提高,陶瓷粒径尺寸增大且部分形成团簇,陶瓷颗粒在磨损过程中发生破碎从而提高磨损率。     

TiC弥散强化灰铸铁汽缸套材料的组织及性能研究

采用添加含钛及碳粉末的预制块和添加Fe-Ti中间合金两种方法，制备了TiC颗粒弥散强化铸铁材料，并考察了强化铸铁的组织、力学性能和耐磨损性能。金相和XRD结果显示两种工艺均于基体中合成了呈小块状多边形TiC颗粒，没有出现团聚现象。但通过添加粉末预制块合成的强化铸铁中同时出现了大量有害相莱氏体，且硬度也偏高。通过添加Fe—Ti中间合金合成的强化铸铁获得了较理想的组织，在油润滑条件下，其耐磨性能比基体合金提高大约1倍，该方法具有较好的工艺可行性。     

TiC增强高锰钢基复合材料的组织与磨料磨损性能

采用凝固析出方法制备了不同体积分数TiC增强的高锰钢基复合材料,系统研究了复合材料的显微组织和磨料磨损性能。热处理后,复合材料由奥氏体和TiC两相组成,TiC颗粒均匀分布在高锰钢基体中,颗粒与基体界面清洁。磨料磨损实验表明,TiC颗粒的引入提高了复合材料耐磨性能。然而,复合材料的耐磨损性能随着TiC体积分数的增加而降低。研究结果表明,随着TiC体积分数的提高,陶瓷颗粒尺寸增大且部分形成团簇,陶瓷颗粒在磨损过程中发生破碎从而提高磨损率。     

以蔗糖为前驱体火焰喷涂原位TiC增强Ni基复合涂层的制备

以蔗糖为碳源,采用前驱体热分解技术制备Ni-Ti-C系反应热喷涂混合粉末,通过氧乙炔火焰喷涂技术合成并同时沉积原位TiC颗粒增强的Ni基合金复合涂层.利用XRD和SEM研究混合粉末和涂层的相成分和组织结构,分析TiC/Ni复合涂层的硬度和耐磨性.结果表明:反应火焰喷涂TiC/Ni复合涂层主要由TiC和Ni基体组成,并含少量的Ni3Ti和Ti3O5;涂层由复合强化片层相瓦叠加而成,复合强化片层中TiC颗粒均匀分布于Ni基体中,TiC颗粒呈球形,粒度达到亚微米级:涂层具有较高的硬度和耐磨性,复合强化片层显微硬度为FIV0.21433,涂层的耐磨性能远优于基板材料45号钢和对比涂层Ni60的耐磨性.     

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层的组织与性能

采用激光熔覆技术在H13钢表面制备出原位自生TiC颗粒增强Ni基复合涂层,利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对熔覆层组织、成分和物相进行了分析,并测试了熔覆层显微硬度和耐磨性能.结果表明,激光熔覆层与基体呈良好的冶金结合,涂层中无裂纹、气孔等缺陷.涂层组织由γ-Ni、Cr7C3和TiC等相组成,原位自生TiC颗粒多呈菱形,尺寸在1～3μm之间,涂层显微硬度(800～1000 HV0.2)明显高于基体的显微硬度(300 HV0.2).激光熔覆层中存在颗粒强化和细晶强化等多种强化作用,显著提高了H13钢的耐磨性能.     

灰铸铁表面原位合成TiC复合强化层的摩擦磨损性能

通过等离子束表面合金化工艺用Ti-Fe合金粉末在灰铸铁表面制备了原位合成TiC复合强化层。结果表明,合金化层厚度为350~400 mm,与基体之间实现良好的冶金结合。显微硬度测试结果显示,合金化处理后的试样表层硬度最高可达969 HV0.2。合金化区显微组织为残留奥氏体、针状马氏体和共晶莱氏体。XRD及SEM分析观察发现,在合金化区存在原位复合TiC颗粒。通过销-盘型高温摩擦磨损试验对合金化试样和未经合金化处理的灰铸铁试样的室温及高温（473 K、673 K）下的摩擦磨损行为及机理进行了对比研究,磨损试验结果表明,合金化处理后,试样的耐磨性能相对于灰铸铁基体得到了明显的改善,磨损率普遍下降3个数量级。根据扫描电镜（SEM）观察、能谱（EDS）检测和显微硬度测试的分析结果可知,基体表层金相组织转变和TiC颗粒是TiC复合强化层耐磨性能提高的主要原因。     

等离子熔敷TiC/γ-(Fe,Ni)复合涂层组织与耐磨性

为了提高奥氏体不锈钢的耐磨性能,扩大其应用范围,以Ti-C-Fe-Ni混合合金粉末为原料,利用等离子熔敷技术在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢表面原位合成了TiC增强耐磨复合涂层。分析了涂层的显微组织结构,测试了涂层沿层深方向的硬度分布,评价了涂层在室温干滑动磨损试验条件下的摩擦磨损性能,结果表明:等离子熔敷TiC金属陶瓷增强复合涂层显微组织细小均匀,由花瓣状和少量颗粒状TiC初生相均匀分布在TiC/γ-(Fe,Ni)共晶基体上组成,涂层与不锈钢基材之间形成了完全冶金结合,涂层平均显微硬度约790 HV,涂层在室温干滑动磨损试验条件下表现出良好的耐磨性及较低的摩擦系数。     

等离子熔覆TiC/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层

以钛铁粉、高碳铬铁粉、硼铁粉、硅铁粉等为原料,利用等离子熔覆技术在Q235钢表面原位反应合成了与基材冶金结合Ti/Fe-Cr金属陶瓷复合涂层.利用SEM,XRD和EDS等分析了涂层的显微组织,并在室温于滑动磨损条件下测试了该涂层的耐磨性能.结果表明,涂层组织由TiC相、初生相Cr7C3、共晶(Cr,Fe)7C3和奥氏体...     

连铸坯内生超硬TiC超级耐磨钢的研究与应用

在常规低合金马氏体耐磨钢合金成分的基础上，添加一定量的Ti元素，通过冶炼连铸过程中形成大量微米、亚微米超硬TiC陶瓷颗粒，并结合控制轧制和控制热处理的工艺控制，使其弥散均匀分布在板条马氏体基体上，研发出一种新型连铸坯内生超硬TiC陶瓷颗粒增强耐磨性超级耐磨钢板，并在国内某钢厂进行了工业化生产。分析了连铸、热轧和离线热处理时实验钢中TiC的演变规律和组织性能的变化，并研究了其耐磨性能。结果表明，新型钢板中由于较多Ti元素的添加，在连铸凝固过程中形成仿晶界的微米、亚微米级的超硬TiC粒子，轧制和离线热处理过程中，仿晶界的TiC粒子在马氏体基体中弥散均匀分布；耐磨性测试表明，在同等硬度的条件下，新型耐磨钢板的耐磨性达到传统马氏体耐磨钢的1.5~1.8倍，具有优异的耐磨性能。     

TiC弥散强化2Cr13钢的显微组织及耐磨性

运用原位合成工艺可以制备出含量为3%的微米级TiC颗粒弥散强化2Cr13不锈钢,TiC颗粒在强化钢中分布均匀,与基体结合良好。TiC颗粒的加入,使2Cr13不锈钢的室温强度提高10%左右,硬度小幅增加,但塑性有所降低。用环-块摩擦磨损试验机研究了油润滑下弥散强化钢的滑动摩擦磨损性能,发现TiC颗粒承受载荷,从而可有效地提高弥散强化钢的耐磨性。与未增强的2Cr13基体相比,弥散强化钢的摩擦系数平稳且较低,而耐磨性提高3倍以上。     

Ti含量对高Ti马氏体耐磨钢组织与性能的影响

测定了0.31%Ti和0.55%Ti两种高Ti低合金马氏体耐磨钢的力学性能及耐磨性,并使用扫描电镜、夹杂物自动扫描系统对其显微组织进行了分析,进而讨论了高Ti钢中Ti含量对组织和性能的影响。结果表明,与含Ti量0.31%时相比,含Ti量达到0.55%时,基体中有更多的TiC颗粒析出,降低了基体的C当量,导致淬火后钢的抗拉强度明显较低,但更多TiC的析出也产生更为明显的析出强化效果,使得两种钢的屈服强度和硬度较为接近。另一方面,含Ti量较高时钢中微米级的TiC颗粒相应增加,显著提高了钢的耐磨性能。     

Characterization of in situ synthesized TiC particle reinforced Fe-based composite coatings produced by multi-pass overlapping GTAW melting process

In this paper, in situ synthesized TiC particles reinforced Fe-based surface composite coatings by multi-pass overlapping gas tungsten arc welding (GTAW) melting process employing a proper amount of graphite and ferrotitanium (FeTi) on AISI 1020 steel substrate was produced. The microstructure and wear properties of the composite coatings were investigated by means of an electron microprobe microanalysis (EPMA), X-ray diffractometer and wear tester. The results showed that the multi-pass overlapping GTAW melting surface composite coatings can be obtained under suitable welding parameters, and no crack and porosity are found in the tracks. The X-ray and EPMA results confirm that TiC particles can be formed via reaction of FeTi and graphite during multi-pass overlapping GTAW melting process. TiC particles present cubic and dendrite shape in the non-overlapping zone. It is found that there occurred TiC particles coarsening at the overlap regions, which can lead to detrimental effects on the hardness and wear performance. Composite coatings give a high hardness and excellent wear resistance; and the wear friction coefficient of the coating is less than that of the 1020 steel. As a result, multi-pass overlapping GTAW melting process can be used effectively for producing surface composite coatings with a pre-placed powder to improve wear resistance of the AISI 1020 steel.     

TiC颗粒弥散强化不同基体钢的磨损性能研究

运用原位合成工艺制备出TiC颗粒弥散强化不同基体的钢种,TiC颗粒在强化钢中分布均匀。结果表明:钢中合金元素越多,TiC与基体的结合强度越低,室温强度提高幅度越小。TiC颗粒能够提高低合金钢的磨损性能。但是,高合金钢中的TiC颗粒容易剥落成为磨粒从而恶化磨损性能。     

Ti在铸态奥氏体锰钢中的作用SCIEI

Ti在铸态奥氏体中锰钢中主要以TiC的形式存在。由热力学计算和透射、扫描电镜观察及相结构分析与微区成分分析证实:TiC可以在液态中锰钢中优先生成,做为奥氏体结晶的非均质核心,细化奥氏体晶粒,阻碍位错运动,造成了位错的塞积与增殖,有效地强化了基体。并发现TiC做为团球状共晶渗碳体的非均质核心,使团球状共晶渗碳体大量弥散地分布于奥氏体晶间。