WC／钢复合材料高温磨损性能的研究

研究了WC/钢复合材料（CJH-2）在不同热处理状态下的高温磨损试验参数与高温磨损性能的关系。结果表明，WC/钢复合材料在1050℃淬火经480℃和640℃回火具有较佳的高温磨损抗力，其耐磨性（ε）分别为13.2和12.4，与3Cr2W8V钢相比较其相对耐磨性（ε′）分别为2.9和2.2，试验还表明在重载、高温和高速磨损条件下，试样均表现出优越的高温抗磨损特性。     

电冶熔铸WC/GCr15钢复合材料的摩擦磨损特性

选择大颗粒WC作增强相，采用电冶熔铸工艺制备了含27％WC粒子的WC／GCr15钢复合材料，观察了复合材料中WC颗粒与钢基体的结合情况；在MM-200型摩擦磨损试验机上研究了室温下复合材料同GCr15钢对摩时的摩擦磨损性能。结果表明：复合材料中的WC颗粒部分溶解于钢基体相，两相界面形成厚达数微米的反应层，有效地提高了界面结合强度。电冶熔铸WC／钢复合材料的耐磨性能比基体材料GCr15钢提高了5倍以上，扫描电镜下的磨痕照片显示：大颗粒WC承担了磨损的主要载荷，实验中没有发生明显脱落的现象，说明界面结合强度在提高复合材料磨损性能方面所起的作用。     

WC颗粒增强钢基表面复合材料的高温摩擦磨损性能

为了对高温磨损工况下表面复合材料的设计提供理论依据,采用高温摩擦磨损试验机对通过真空实型铸渗法制各的WC/钢基表面复合材料的高温磨损性能进行了研究.通过对不同温度下摩擦磨损数据进行分析,结果表明,在温度较低(0～200℃)时,摩擦副具有较大的摩擦系数,随着温度的升高,摩擦系数先降低后增大,而表面复合材料的磨损率随着温度的升高呈先略有降低后升高再降低的趋势.WC颗粒增强钢基表面复合材料在200℃时磨损表现为粘着磨损和疲劳磨损;而在300℃、500℃和600℃时表现为氧化磨损和疲劳磨损,其磨损过程为氧化与剥落交替进行的动态磨损过程.     

电冶熔铸WC/钢复合材料中WC的溶解行为

用电冶熔铸工艺制备不同WC含量的WC/钢复合材料,研究了WC颗粒在复合材料钢基体中的溶解行为和影响因素.结果表明:随着WC含量的增加,碳化物从钢基体晶界处分布逐渐转向晶内分布;随着WC颗粒尺寸的增大,在WC颗粒与钢基体界面处形成一层反应物,它阻止了WC颗粒在钢基体中的进一步溶解,同时也提高了两相界面的结合强度.通过调整电冶熔铸工艺参数和WC颗粒的尺寸及含量,可以控制WC颗粒在复合材料中的溶解行为.     

电渣熔铸WC/钢复合材料的磨损性能研究

用电渣熔铸的方法成功制备了WC颗粒增强轴承钢复合材料，并对其磨损性能进行了研究。试验结果表明：WC相溶解于钢基体相并沿晶界生成复式碳化物，两相界面实现冶金结合，界面处合金元素的微区浓度存在过渡区，界面结合强度大为提高；磨损过程中，疲劳裂纹首先在承受较大应力的硬质相内部萌生，导致硬质相脆性脱落加剧磨损，整个过程表现为疲劳磨损和磨粒磨损的综合作用。     

WC/铁基表面复合材料摩擦磨损特性研究

为了获得质优价廉的耐磨材料,作者采用铸渗法制造WC增强金属基表面复合材料,研究了WC颗粒含量(质量分数)对渗层在干摩擦磨损条件下的摩擦磨损性能的影响.结果表明:当WC颗粒含量为45%时,摩擦系数与耐磨性最好;用SEM观察磨痕形貌,发现试样的磨痕最为平整、光滑,且塑性变形较轻;磨损机制主要以剥层、撕裂和塑性变形为主;表明添加适量的增强颗粒能有效地降低摩擦副之间的犁沟和粘着效应.     

WC/钢复合材料渗硼中WC颗粒对硼化物生长的影响

采用粉末渗硼法,对三种WC含量不同的WC/钢复合材料进行渗硼处理.利用SEM、XRD及自制的黑白图片伪彩色处理仪等方法对渗硼层的组织结构、硬度分布、渗硼层厚度及渗硼层内裂纹萌生进行研究,重点分析了WC含量及分布状况对硼化物生长的影响.结果表明：进行渗硼后,材料表面可获得高硬度FeB＋Fe2B的渗硼层,且随WC含量的增加,Fe2B含量相对增加.在渗硼过程中,WC颗粒对硼化物的生长起阻碍作用,而且含量愈多,阻碍作用愈大,渗硼层愈浅.当WC颗粒的分布方向与渗硼方向平行时,对硼化物生长的阻碍作用最小,渗硼层厚且致密,且在冷却时不易产生裂纹;当WC颗粒的分布方向与渗硼方向垂直时,对硼化物的生长阻碍作用最大,获得的渗硼层较浅,并且在渗层中出现明显的疏松区;当WC粒子呈无序分布,对硼化物的生长阻碍作用介于上面两者之间.硼化物生长时,遇到大颗粒WC其尖端变钝并停止生长;遇到小颗粒WC可以＂吞食＂.     

离心铸造WC/钢复合材料显微组织

采用离心铸造工艺制备了以废弃的轴承钢GCr15为基体,WC颗粒为硬质相的WC/钢复合材料.用金相观察和X射线衍射等分析方法,对该材料的显微组织进行了研究.结果表明:离心铸造WC/钢复合材料的显微组织是由莱氏体(P+Fe_3C_Ⅱ(共晶))、一次渗碳体(Fe_3C_Ⅰ)、二次渗碳体(Fe_3C_Ⅱ)、合金渗碳体((Fe,M)_3C)等碳化物及粒状珠光体组成,且其中有大量细小的WC、W_2C、再结晶W-Fe-C颗粒以及M_6C、M_7C_3、M_(23)C_6等碳化物颗粒析出;碳化物的形态较多,主要有网状、鱼骨状、树枝状和条块状.     

5CrNiMo钢的高温滑动磨损特性

研究了５ＣｒＮｉＭｏ钢在４００℃、５００℃、５５０℃及６００℃等不同温度下的滑动磨损行为，利用扫描电镜、波谱仪及Ｘ射线衍射仪对磨损面形貌及成分进行了分析。结果表明：５ＣｒＮｉＭｏ钢的磨损机制随温度而异，表面氧化膜有减摩、抗磨作用。     

5CrNiMo钢的高温滑动磨损特性

研究了５ＣｒＮｉＭｏ钢在４００℃，５００℃，５５０℃及６００℃等不同温度下的滑动磨损行为，利用扫描电镜，波谱仪及Ｘ射线仪对磨损形貌及成分进行了分析。结果表明：５ＣｒＮｉＭｏ钢的磨损机制随温度而异，表面氧化膜有减摩，抗磨作用。     

WC涂层对40Cr密封体材料抗磨损性能的影响

密封体材料在服役工况下易因磨损、腐蚀损伤而导致密封失效。采用在密封体表面制备耐磨涂层的方法可有效提高密封体的耐磨性能。本研究选用40Cr钢为密封体基体材料,WC陶瓷和Ni60+WC陶瓷为涂层材料,采用等离子喷涂的方法制备涂层材料,测试了涂层厚度、硬度,分析了涂层与基体材料的界面结合特性,对基体材料和涂层材料进行了两体磨损试验,分析了试验材料的磨损机理。研究结果表明:WC涂层和Ni60+WC涂层表面硬度高,涂层厚度均超过1 000μm,且与基体间结合良好;与基体40Cr相比较,两种涂层在销盘磨损试验中因高硬度WC陶瓷的存在表现出良好的耐磨性,WC涂层磨损抗力是40Cr基体的1.9倍,Ni60+WC涂层磨损抗力是40Cr基体的2.5倍,且Ni60+WC涂层因含金属Ni致使涂层脆性降低,耐磨性最优。     

送粉激光熔覆合成制备WC/Ni硬质合金涂层及其耐磨性

借助同轴送粉法将W／C／Ni元素混合粉末送入熔池，利用激光熔池中热力学和动力学条件，在优化材料威分和激光熔覆工艺参数条件下可以直接反应合成出WC颗粒，形成以WC／Ni为主的复合涂层。熔覆层中含有WC，CW3，α-W2C，W2C，Fe6W6，C,FeW3C，W3O，C等相。添加2wt％的Cr3C2可以细化涂层中的WC颗粒尺寸，颗粒平均尺寸为4～6μm，硬度值为85HRA左右。激光合成制备的WC／Ni硬质合金涂层的耐磨性尚不及YG8硬质合金的耐磨性，但比渗氮处理试块的耐磨性提高了7．9倍。激光直接合成硬质合金涂层的成本低，可在零件能任何部位原位合成，形状尺寸不受限制。     

电冶熔铸WC/钢复合材料组织及耐磨性研究

用电冶熔铸的工艺方法制备了含40％WC颗粒的WC／钢复合材料。结果表明：WC颗粒在钢基体中发生了适当溶解，界面反应物在两相界面处构成反应层，极少缺陷的界面形态使WC颗粒与钢基体间有着良好的界面结合，有效地把外加载荷传递给WC增强颗粒。磨损试验后发现试验材料表现出了良好的耐磨性，磨损过程主要受硬质相WC颗粒脱落的控制，而高的界面结合强度减缓了WC颗粒脱落的速度。     

激光制备镍基纳米WC/Co复合涂层的耐磨性研究

对不锈钢表面激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的耐磨性进行了研究。结果表明,与热喷涂及喷焊Ni基WC／Co涂层相比,激光涂覆Ni基纳米WC／Co复合涂层的相对耐磨性明显较高。在选定的试验条件下,激光涂覆层的相对磨损体积分别为热喷涂及喷焊层的6．91％及15．46％,其原因是激光快速涂覆工艺及纳米WC／Co综合作用的结果。     

喷射成形钢/Al-Pb轴瓦合金复合板材的组织及耐磨性

对喷射成形制备的钢/Al-Pb合金复合板材的微观组织,轧制和退火处理后的组织及耐磨性进行了研究.喷射成形钢/Al-Pb合金复合材料中的Al-Pb合金层经变形量为50%的轧制和320℃×5 h的退火处理后,形成致密的组织,Pb相粒子尺寸仅为1～2μm,材料的耐磨性得到提高.     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层的组织结构及其滑动磨损性能研究

采用粉芯丝材和高速电弧喷涂技术(HVAS)制备了Fe-Al／WC金属间化合物基复合涂层，并研究了涂层的显微组织和从室温至650℃的滑动磨损性能。结果表明，涂层的成分为Fe-13．87Al-17．27C-3．35W-2．59Ni-1．27Cr-18．140(％)，主要相是Fe3Al、FeAl和α-Fe，还有少量WC、W2C和A12O3；添加WC硬质相后提高了复合涂层的平均硬度，从而提高了复合涂层的耐磨性；高温下磨损面形成了大面积的氧化物保护层，降低了复合涂层的摩擦因数，分析认为剥层磨损是复合涂层的主要磨损机理。涂层中Fe3Al和FeAl金属间化合物相较高的高温强度和硬度，能有效地阻碍裂纹的产生、扩展及扁平颗粒的断裂，从而使复合涂层表现出优异的高温耐磨性。高速电弧喷涂技术配-Fe-Al／WC粉芯丝材是一种新型、优质、高效、低成本的耐高温涂层制备技术，具有很大的应用潜力。     

H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层组织及高温耐磨损性能

目的 研究NbC颗粒的加入量对H13钢表面激光熔覆NbC/Ni60复合涂层的组织、硬度和耐磨性的影响。方法 将Ni60合金粉末与NbC碳化物粉末球磨混合,采用激光熔覆技术,在H13钢基体表面制备不同NbC含量(质量分数分别为0%、10%、20%、30%)增强的NbC/Ni60合金复合涂层。采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪对复合涂层的微观组织和物相进行分析。借助显微硬度计,研究复合涂层的截面显微硬度分布规律。采用高温摩擦磨损试验机测试复合涂层在真空400℃下的摩擦磨损性能。结果 在激光熔覆NbC/Ni60复合涂层中,物相主要由γ-(Ni, Fe)固溶体、Ni₂Si、CrB、Cr₂₃C₆、NbC组成;熔覆层以胞晶和枝晶为主,NbC含量对复合熔覆层组织及形态具有显著影响,加入少量NbC可使熔覆层组织细化;在NbC的质量分数为20%时,大量弥散的Nb C颗粒在枝晶间呈聚集趋势;在NbC的质量分数为30%时,熔覆层中NbC相呈现块状、花瓣状形貌。NbC/Ni60复合涂层的硬度显著高于H13钢基体,随着NbC含量的增加,N...     

铸造SiC／钢基复合材料中粒子分布特点

实验观察发现，铸造ＳｉＣ／钢基复合材料中ＳｉＣ粒子大多数均分布在珠光体晶内，而分布在铁素体晶内的较少，分布在晶界上的粒子更少，由此推断出在钢液凝固时绝大多数ＳｉＣ粒子被奥氏体裹在了晶内，本文对此情况还从理论上进行了探讨。     

激光重熔改性WC/Fe等离子喷涂涂层组织及其耐磨性能

目的改善等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层的组织,增强其耐磨性能,并研究激光重熔涂层在不同温度下的耐磨性能。方法采用激光重熔技术处理等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层,利用附带能谱仪(EDS)的扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计测试和表征了等离子喷涂涂层在激光重熔前后的组织特征、物相组成及显微硬度,利用摩擦磨损试验机对激光重熔涂层在25、200、400℃下的耐磨性能进行了对比考察。结果等离子喷涂WC/Fe复合陶瓷涂层呈层状结构,经过激光重熔处理后,其片层状结构和孔隙等缺陷基本消失,且激光熔覆区的顶部组织为等轴晶和细小枝晶,熔覆区的底部组织为胞状晶,涂层与基体结合带区的组织为粗大的树枝晶,涂层与基体形成了冶金结合。激光重熔涂层中的WC、W_2C、M_(23)C_6及Ni_6BSi_2等高硬度化合物的弥散强化作用,使得激光重熔涂层的显微硬度约为原等离子喷涂涂层的2倍。激光重熔涂层在25℃下的磨损亚表层最完好,在400℃时出现了微裂纹。结论重熔能消除等离子喷涂涂层的各种缺陷,得到组织致密的涂层。重熔涂层在不同温度下表现出不同的磨损机理,在25℃下表现出最好的耐磨性能。