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时间:2019-02-14
《shs颗粒增强钢基表面复合材料及耐磨性研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、江苏大学硕士毕业论文摘要本研究采用SHS方法和铸造相结合,制备出颗粒增强钢基表面复合材料,在保持精铸模具钢基体高韧性的同时,表面的硬度显著提高,从而改善材料的抗磨损性能。采用溶液热力学对A1.C-1i体系进行热力学计算,TiC是最稳定的热力学相,但是铝含量不宜过高,一般不超过40%,否则容易引起钢的脆性。对Fe.C.Ti体系SHS过程中绝热温度和反应生成焓的计算可知Fe含量宜选在30%左右,且TiC也是Fe—C.Ti体系中最稳定的热力学生成相;通过DTA分析可初步获得两种体系的反应过程。利用SEM、XRD对两体系热爆产
2、物分析表明:铝粉、钛粉的粒度越小,Al含量越高,AI.C.Ti体系越容易反应;Ti粉粒度越小,Fe.AI.C.Ti体系越易反应,铝可作为Fe—C—Ti体系的稀释剂,起细化晶粒的作用;熟爆温度越高,两体系反应越彻底;在不高于400℃时空气条件下预热虽发生少量氧化,不影响坯块发生自蔓延反应。对浇注产物分析表明:基体都是珠光体和马氏体的混会铸态组织;颗粒相粒径在1∥m~2“m之间,Fe-AI.C.Ti体系颗粒相相对较小,分布均匀,基体和表面复合层相互渗透;m.c.Ti体系钢基表面复合材料表面FeAl含量较高。所获得的表面复合
3、材料表面硬度除表面0.5mm外均显著提高,且呈梯度过渡到基体;ball.on.disk磨损试验表明,该表面复合材料的耐磨损性能显著增强,提高约一倍左右。其在常温下的磨损机制为粘着磨损和疲劳剥落磨损。关键词:颗粒增强表面强化钢基复合材料SHS磨损江苏大学硕士毕业论文ABSTRACTParticlereinforeedironmatrixsurfacecompositelSsuccessfullyfabricatedbycombiningthemethodsofSelf-propagatingHigh—temperatur
4、eSynthesiswitllcastingItnotonlyremainsthehightoughnessofthediesteelmatrixbutalsoraisesthehardnessofthesurface,thusimprovesthewearpropertyofthismaterialThermodynamicalparametersoftheA1一C—Tisystemarecalculatedusingthetheoryofsolutionthermodynamics.Theresultshowsth
5、atTiCisthemoststablephaseandthecontentofA1shouldnotbeSOhighastomakeironbriRle,usuallylowerthan40%BycalculatingtheadiabatictemperatureandfreeenthalpyofFe—C—Tisystem,itshowsthatthecontentofFeshouldbesuitableat30%andTiCisalsothestablethermodynamicalphaseofFe—C—Tisy
6、stem.ThereactionprocessesofthetwosystemsarerevealedbytheDTAcurveTheSHSproductsareobservedbySEMandXRD.TheresultsshowthattheA1一C—TisystembecomeseasiertoreactasthegrainsizeofAl,TibecomesmallerandthecontentofA1grows.TheFe-AI—C-Tisystembecomeseasiertoreactasthesizeof
7、Tibecomessmaller.A1CanbeusedasdiluentofFe-C—TisystemtomaketheparticlebecomesmallerAstheinitialtemperaturebecomeshigher,thetWOsystemsreactmorethoroughly.Whilepreheatingunder400"Catatmosphere,theSHSreactionofthecompactcanalsotakeplacealthoughitissomewhatoxidized.T
8、heSHSproductsaftercastingisalsoobservedusingSEM,XRDandEDS.Theresultsshowthatthemicrostructureofthematrixisbothmixedstructureofmartensiteandpearlite.Thegrainsizeofthep
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