原位合成vc颗粒增强铁基复合材料的微观组织与性能

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1、华中科技大学硕士学位论文原位合成VC颗粒增强铁基复合材料的微观组织与性能姓名：熊容廷申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：段汉桥20050427摘要目前原位颗粒增强金属基复合材料已成为材料科学领域研究的热点受到工业界的广泛关注结合原位反应原理和反应铸造工艺作者采用中频感应熔炼炉在铁基体中原位合成VC颗粒制备了原位VC颗粒增强铁基复合材料并利用光学显微镜SEMEPMA等测试手段对制备的原位颗粒增强铁基复合材料的组织与性能进行了研究为了研究复合材料中VC颗粒的形成条件与形态作者在中频感应电炉中熔炼Fe-V-C熔体浇铸成型研究发现VC颗粒形态呈不规则立方体和短棒状颗

2、粒在含碳量1.5的铁基体中主要沿晶界分布在含碳量3的基体中呈均匀分布经电子探针微区分析表明VC颗粒中碳与钒的原子个数比为0.62VC颗粒的尺寸为20100m根据溶液体系建立的热力学模型论文研究了Fe-V-C体系VC颗粒形成的热力学条件证明了在凝固过程中熔体中原位合成了VC颗粒其形成的温度约为1250同时研究了Ti对VC颗粒的细化作用论文研究了热处理工艺对VC陶瓷增强相与基体组织的影响研究表明热处理可以消除复合材料中VC颗粒周围毛刺使VC颗粒更加圆润VC陶瓷颗粒是较稳定相在较高温度下长时间保温颗粒也维持较小的尺寸经油冷处理后1.5C的2试样冲击韧性在6.57.5J/cm

3、硬度维持在55HRC左右论文也采用正交设计试验在铬系基体上原位合成VC颗粒增强相进行初探结果表明铸态条件下较佳的成分组合为2.0C15Cr5V适量Ti热处2理后综合性能较优的成分为2.6C9Cr5V的试样冲击韧性达到7.5J/cm而硬度在62HRC以上关键词原位VC颗粒增强铁基复合材料冲击韧性硬度IAbsractRecently,in-situparticlesreinforcedmetalmatrixcompositeshaveattractedmuchattentionintheacademiccommunityandindustrialsector.Thepap

4、erstudiedVC/Fecomposite,preparedinintermediatefrequencyelectromagneticfurnace.EnhencementphasesVCofthecompositeweresynthesizedbymethodofreactioncast.Microstructureandpropertiesofthecompositewereinvestigatedbyopticalmicroscope,SEM/EPEM,etal.Inordertoinvestigatethefigureanddistributingofe

5、nhencementphases,Fe-V-Csystemwasresearchedintofirstofall.TheresultsindicatedVCparticlesshowedirregularcubeorcoshsharp;Incompositescontained1.5%C,VCparticleswerealongaustenitecrystalboundary,whileothersof3%Ccontentweredistributeduniformly.SEM/EPEMindicatedatomicratioofCandinVparticleswas

6、0.62,andthesizeofVCparticleswas20~100m.Accordingtothesolutionthermodynamicsmodel,theformingthermicconditionofVCwasanalysed.ItprovedthatVCparticleswasformedatabout1250,duringsolidificationprocess.Inaddition,itdemonstratedTiwasbenefittoVCgainrefiningandstructureuniformity.Itinvestigatedth

7、eimpactofheattreatmenttomicrostructureandpropertiesofcomposites.TheresultsshowedtheappropriateheattreatmentmadethefigureofVCparticlesnearlyround.Asakindofsteadyphases,VCparticlesalwayskeptsmall2granularity.Impacttoughnessofthespecimencontained1.5%Cwas6.57.5J/cm,andhardnesswasab