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行业技术|界面合金化制备WCP颗粒增强钢基复合材料

   更新日期:2017-03-26     来源:建材之家    作者:博一建材    浏览:78    评论:0    
核心提示:WCP颗粒增强钢基表面复合材料把WCP颗粒的高温硬度与钢的优良韧性有机结合起来,使复合件具有良好的耐热、耐磨性及一定的高温强度和抗热疲劳能力,被广泛用于冶金领域的高温零部件。但由于复合材料中增强颗粒与基体、复合层与基材之间的热膨胀系数、热导率等热物理性能不匹配,成为该类材料制备及应用的难点。许多学者对此开展了大量的研究工作,以期提高WCP颗粒增强钢基表面复合材料界面结合性能,但理论和工艺上还不够成

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博一建材讯:WCP颗粒增强钢基表面复合材料把WCP颗粒的高温硬度与钢的优良韧性有机结合起来,使复合件具有良好的耐热、耐磨性及一定的高温强度和抗热疲劳能力,被广泛用于冶金领域的高温零部件。但由于复合材料中增强颗粒与基体、复合层与基材之间的热膨胀系数、热导率等热物理性能不匹配,成为该类材料制备及应用的难点。许多学者对此开展了大量的研究工作,以期提高WCP颗粒增强钢基表面复合材料界面结合性能,但理论和工艺上还不够成熟,特别是在确定合理的制备工艺、对界面进行适当的控制、获得稳定的界面结合方面报道很少。

现有研究采用真空实型负压铸渗工艺,通过在预制复合层中添加适量的钼铁粉对复合材料进行界面控制,成功制备出了WCP颗粒增强钢基表面复合材料。具有中间热膨胀系数的钼铁合金可以改善界面、细化组织,提高复合层性能。作为对比,在相同条件下制备出未添加钼铁粉的复合材料。研究了WCP颗粒增强钢基表面复合材料的物相组成、显微组织及硬度。

预制复合层添加适量钼铁粉界面合金化元素进行控制,试样复合层外表面平整,没有凹坑、缺损。复合层和基材界面结合良好,组织分布均匀,没有气孔,铸渗效果较好,铸渗层较厚。

通过添加钼铁,降低Cr15钢与WCP颗粒热膨胀系数差,有利于促进基材与复合层、基体与WC颗粒之间扩散结合,使界面结合强度提高,保证界面两侧力学性能的连续性,避免因热膨胀系数差别过大而引起的热应力破坏。

预制复合层添加适量钼铁粉在复合层中形成一定数量的钼、铁合金化合物硬质相,弥散分布在复合层基体中,提高了复合层基体的显微硬度,提高了WCP颗粒增强钢基表面复合材料的耐磨性。(欣然)

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