超细晶粒ti（cn）基金属陶瓷材料成分，组织，性能关系的研究

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1、超细晶粒Ti(cN)基金属陶瓷材料成分，组织，性能关系的研究摘要本论文共分五章，第一章为绪论，简要介绍了Ti(CN)基金属陶瓷的组织性能和发展过程，及其在切削刀具领域的应用。同时概述了纳米复合陶瓷的发展现状和趋势。第二章介绍了超细晶粒Ti(cN)基金属陶瓷的制备过程，力学性能的测试方法以及显微组织表征的方法。第三章讨论了超细晶粒Ti(cN)基金属陶瓷成分，显微组织和宏观力学性能之间的关系。本章考察了原始粉末粒度，Tic／TiN添加量，Mo，co添加量对材料组织以及力学性能的影响。研究发现：1)晶粒细化材料的硬度上升，但抗弯强度和断裂韧性有所下降。2)由于原料粉

2、末中过多的氧杂质或者过量TiN的分解都会导致组织缺碳，在这些缺碳的组织中，我们发现了一种化学式可表示为(Ni2M025wI3)cx的特殊化合物。该物相的出现有利于提高材料的硬度，但是降低了材料的强度和韧性。3)在以亚微米Ti(cN)为硬质相原料的试样中出现了一种新型的白芯／灰壳结构。我们认为由于原始粉末粒径微小，大大促进了扩散反应因而导致了这种芯／壳结构的生成。初步研究表明这种结构对提高材料的强韧性有利。4)Mo添加量的多少显著影响材料的组织形貌。5)由于co比Ni对Ti(cNl的润湿性更好，以Ni+co合金作为粘结相的材料其陶瓷相与粘结相之间的界面强度得到了

3、增强。第四章研究了两组实验刀具的对45#钢的切削性能。主要考察了不同切削速度和进给量对刀具耐用度以及磨损／失效方式的影响。研究表明高速切削时刀具的磨损形式以氧化磨损和扩散磨损为主。初步的切削实验表明如果精选成分并对刀具的几何外形和切削参数进行优化，超细晶粒Ti(cN)基金属陶瓷将是非常有希望的刀具材料。第五章为全文总结以及对未来工作的建议。关键词：Ti(cN)基金属陶瓷，显微组织，力学性能，切削性能，磨损机理ResearchontheCompositioⅡ一Microstructure-Proper够一PerformanceRelationshipofUItr

4、a一6neGradeTi(CN)-basedCemetsAbstractThisthesisiscomposedofnvechapters．Inthefirstchapter，themicrostructure，propertiesofTi(CN)一basedcermetaswellasitsdeVelopmenthistoryandapplicationinmetalcuttingareawereintroduced．Meanwhile，thedevelopmenttrendofnanocompositeceramicswasalsobriefed．Inch

5、aptertwo，wediscussedthecomposition．microstructure．propertyrelationshipofuItra-finegradeTi(CN)出asedcermets，andwefocusedontheinvestigationofhowdif诧rentstartingpowderparticIesizeandrawmaterialcompositionsaf诧ctthemicrostructureandmechanicalproDertiesofcermets．Resultsshowthat：1)Thehardne

6、ssofcermetincreasesastheceramicparticlesizedecreaseswhiIeitsbendingstrengthandf}acturetoughnessshOwsanoppositetrendtohardness．2)IftherawmaterialcontainstoomuchoxygencontaminatesortoomuchTiNdecomposesduringsinteringprocess，decarbonizationwilloccurleadingtheformationofanewcompoundthat

7、canbedenotedas(Ni2M025Wl3)Cx．Thepresenceofthisthirdphaseseemstobebeneficialtohardness，however，harmfultostrengthandtoughness．3)Anewtypewhitecore／grayishrimstructureappearedincermetsfhbric8tedfromsub—micronsizedn(CN)startingpowders．Itwasbelievedthatpromoteddiffusionalreactioncausedbyu

8、ltra．finerawpowders