原位合成熔铸法制备tic颗粒增强cr钢基复合材料显微组织、性能及工艺研究（可编辑）

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1、原位合成熔铸法制备TiC颗粒增强2Cr13钢基复合材料显微组织、性能及工艺研究东南大学硕士学位论文原位合成熔铸法制备TiC颗粒增强2Cr13钢基复合材料显微组织、性能及工艺研究姓名:樊泉申请学位级别:硕士专业:材料学指导教师:孙扬善20030301原位合成熔铸法制备颗粒增强钢基复合材料显微组织、性能及工艺研究摘要本文利用原位合成熔铸法制各了颗粒增强钢基复合材料,并采用合理的热形变和热处理工艺改善了复合材料铸锭的组织。利用、、、碳硫仪等多种现代分析手段研究了复合材料的显微组织和颗粒的形貌和分布,并测试了复合材料的常规力学性能、耐磨损性能和耐腐蚀性能。对熔炼工艺的研究表明,原位合成熔铸法制备

2、/复合材料在工艺上是完全可行的。熔体中的和在高温下发生原位合成反应,可以在基体中形成稳定存在的颗粒。铬元素、钛元素和颗粒的含量基本到位。本文采用的生产性工艺。可以在大气中大炉量地制备颗粒分布均匀的复合材料。对复合材料的热变形和热处理工艺的研究表明,锻、轧等热形变工艺和均匀化退火、淬火回火等热处理工艺可以在很大程度上的改善基体的组织,从而提高复合材料的性能。空冷淬火和油冷淬火均可使基体获得马氏体组织。随着回火温度的降低,复合材料的强度和硬度提高,塑性下降。在温度范围回火时,基体会出现回火脆性。随着回火温度的变化,复合材料的耐磨损性能无大的变化。对复合材料显微组织的研究表明,当颗粒的含量为%

3、和%、预制块中钛碳原子比为:和时,颗粒在基体中分布均匀,与基体结合良好,界面干净,具有很高的热稳定性。颗粒大小在左右,呈现为不规则多边形状。高温℃回火后,复合材料的组织为细小均匀的回火索氏体上分布着颗粒。低温℃、回火后,基体的组织则为回火马氏体。当颗粒的含量达到%,预制块中钛碳原子比达到:时,基体中的颗粒发生了一定程度的团聚。高温℃回火后,复合材料的显微组织除了回火索氏体和颗粒外,还有因偏析形成的莱氏体和块状碳化物,以及大量细小弥散的析出碳化物。对复合材料常规力学性能的研究表明,颗粒的引入提高了基体的室温抗拉强度和屈服强度。本文中以引入%、预制块中钛碳原子比为:的复合材料的强度最高,但塑

4、性和韧性有一定程度的下降。当颗粒的含量为%和%、预制块中钛碳原子比为:和:时,复合材料的塑性和韧性下降幅度不大。对复合材料耐磨损性能的研究表明,颗粒的引入极大地减少了基体产生犁沟和显微切削的几率,使得复合材料的耐磨损性能较之基体有了显著的提高。对复合材料耐腐蚀性能的研究表明,在本文的腐蚀试验条件下,复合材料的耐腐蚀性优于基体。随着颗粒含量和预制块中碳量的增加,复合材料的耐腐蚀性能下降。啊含量在%%范围内、预制块中钛碳原子比在:到:范围内的复合材料配比是合理的、成功的。将复合材料的热处理工艺定为℃油淬,℃回火可以使复合材料的硬度、韧性、耐蚀性、耐磨性等性能最好的满足刀口材料的使用要求。在本

5、文的磨损试验条件下,不同热加工、热处理状态下的%:复合材料的耐磨损性能都明显优于硬质合金。关键词:不锈钢复合材科显微组织常规力学性能耐磨损性能耐腐蚀性能?士●?蛾,耶/..币..,,,.,幛.他,,..,,,.?。..%%::.%...:,..%:.塘啊;..弱妇,.啊%%::..℃...:,,学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论

6、文中作了明确的说明并表示了谢意。签名:日期:关于学位论文使用授权的说明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查矛:借阅,可以公布包括刊登论文的全部或部分内容。论文的公布包括刊登授权东南大学研究生院办理。签名日导师签名:期:第一章前言.复合材料..复合材料的定义复合材料;是由两种或两种以上的不同材料通过复合工艺组成的新型材料。它既能保留原组成材料的主要特色,又能通过复合效应获得原组分所不具备的性能,可以通过设计使各组分的

7、性能互相补充并彼此关联,从而获得新的优越性能,与一般材料的简单混合有着本质的区别【】。从复合材料的定义中可以看出,复合材料不仅能够综合基体和增强体材料的优势,扬长避短,而且具有可设计的特点,即可以根据用途和要求的不同对增强体的比例、分布、排列和取向等进行设计。随着材料科学与技术的进步,复合材料已经发展成为一个庞大的技术体系。这个体系包括了对复合材料的力学理论、分析计算、材料与结构的理论、设计、制造工艺、试验、管理以及工程中的应用等。