添加剂及热处理对TiCp局部增强铸造钢基复合材料的影响

论文摘要

将铸造过程与Fe-Ti- C-Al体系SHS反应有机结合,成功制备出TiCp局部增强铸造钢基复合材料。利用添加Cu, Ni, Mo, Zr等添加剂,及热处理来改善TiCp局部增强铸造钢基复合材料的形貌,硬度及耐磨性。采用Fe-Ti-C-Al体系,将粉料充分混合压制成约理论密度60%的预制块,经预处理后放置在铸型内,利用高温钢液的热能引发SHS反应,使液态金属成型和在钢液内内生TiC增强颗粒同时完成。添加了Cu, Ni, Mo, Zr等添加剂减小TiC颗粒尺寸,提高TiCp局部增强铸造钢基复合材料的硬度及耐磨性。利用淬火处理改善TiCp形态,提高TiCp增强区和基体区的宏观硬度。并对TiCp局部增强铸造钢基复合材料的耐磨性进行了研究。为TiCp局部增强铸造钢基复合材料的应用,提供了可供参考的理论与技术依据

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 颗粒增强金属基复合材料的制备方法
• 1.2.1 外加颗粒增强金属基复合材料的制备方法
• 1.2.1.1 粉末冶金法
• 1.2.1.2 搅拌铸造法
• 1.2.1.3 半固态合金铸造法
• 1.2.1.4 喷射分散法
• 1.2.1.5 熔体浸渗工艺
• 1.2.2 原位颗粒增强金属基复合材料的制备方法
• 1.2.2.1 机械合金化
• 1.2.2.2 自蔓延高温合成
• 1.2.2.3 放热弥散法
• 1.2.2.4 接触反应法
• 1.2.2.5 反应自发浸渗
• 1.2.2.6 反应挤压铸造
• 1.2.2.7 液-液反应法
• 1.2.2.8 气-液反应法
• 1.2.2.9 直接还原技术
• 1.2.2.10 直接金属氧化法
• 1.3 钢铁基复合材料研究存在的问题及研究方向
• 1.4 本论文研究内容
• 第2章 实验材料及方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 粉料的制备
• 2.2.2 预制块的制备
• 2.2.3 TiCp/Fe 复合材料的制备
• 2.3 TiCp/Fe 复合材料的热处理
• 2.4 样品分析
• 2.4.1 X 射线衍射分析
• 2.4.2 扫描电镜和能谱分析
• 2.5 性能测试
• 2.5.1 硬度测试
• 2.5.1.1 宏观硬度测试
• 2.5.1.2 显微硬度测试
• 2.5.2 磨损实验
• 第3章 添加剂对TiCp 增强钢基复合材料的影响
• 3.1 添加剂对TiC 颗粒尺寸及分布的影响
• 3.1.1 Cu 添加剂对TiC 颗粒尺寸及分布的的影响
• 3.1.2 Ni 添加剂对TiC 颗粒尺寸及分布的的影响
• 3.1.3 Mo 添加剂对TiC 颗粒尺寸及分布的的影响
• 3.1.4 Zr 添加剂对TiC 颗粒尺寸及分布的的影响
• 3.2 添加剂对TiCp 增强钢基复合材料硬度影响
• 3.2.1 铸态复合材料的显微硬度
• 3.2.2 铸态复合材料的宏观硬度
• 3.3 添加剂对TiCp 增强钢基复合材料耐磨性的影响
• 3.3.1 添加剂Cu 对TiCp 增强钢基复合材料耐磨性的影响
• 3.3.2 添加剂Ni 对TiCp 增强钢基复合材料耐磨性的影响
• 3.3.3 添加剂Mo 对TiCp 增强钢基复合材料耐磨性的影响
• 3.3.4 添加剂Zr 对TiCp 增强钢基复合材料耐磨性的影响
• 3.4 磨损形貌
• 3.5 本章小结
• 第4章 热处理对TiCp 增强钢基复合材料的影响
• 4.1 淬火工艺的确定
• 4.2 淬火工艺对宏观硬度的影响
• 4.3 热处理后磨损失重及相对耐磨性
• 4.3.1 Cu 元素对复合材料磨损性的影响
• 4.3.2 Ni 元素对复合材料磨损性的影响
• 4.3.3 Mo 元素对复合材料磨损性的影响
• 4.3.4 Zr 元素对复合材料磨损性的影响
• 4.4 磨损形貌
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 导师及作者简介