三元硼化物强化粉末高速钢的研究

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1、湖北工业大学硕士学位论文7：；尸z弓摘要通过反应硼化烧结法在1193。C及1197℃下真空烧结，利用FeB、Mo、M2高速钢粉术、Cr、Ni成功制备出耐磨性优良的粉末高速钢与三元硼化物陶瓷的复合材料，其中三元硼化物陶瓷颗粒是在烧结过程中产生的。借助光学显微镜、X射线衍射仪、电子探针及硬度计等手段对这种新型复合材料的组织结构、物相及分布、硬度、耐磨性能等特征进行了分析研究。分析表明：Mo粉与硼化物的混合粉末与铁基体在高温下原位反应生成了三元硼化物。同时，原来脆性的FeB在反应中被完全消耗掉。在烧结过程中，硼与金属粉末原位反应形成的三元硼化物通过液相烧结在金属与硼化物之间形成共晶熔融

2、体而获得较高的致密度。三元硼化物颗粒产生于基体颗粒的缝隙之间，该复合材料的主要相为三元硼化物陶瓷相Mo：FeB：、粘结相为口一Fe和M。C型碳化物。烧结温度将随着TBBC含量的增加而有所增加。陶瓷硬质颗粒细小均匀，克服了传统强化方法中硬质颗粒与基体涮缺少化学反应或互扩散、粒子与基体结合差的弊病。摩擦磨损试验表明此种复合材料具有良好的耐磨性，高温阶段尤其优越，而且该材料的酬磨性能随着陶瓷颗粒含量的增加而逐步提高。添加了15％TB粉的抗磨损能力较未强化粉末高速钢提高了约2倍。研究了Cr、Ni等元索以及成型剂的掺加工艺对烧结质量的影响，结果表明，添加了cr、Ni的复合材料的烧结质量较好

3、。烧结制品经过适当热处理后，硬度增长。材料更加均匀。关键词：粉末高速钢，陶瓷颗粒，三元硼化物，反应烧结，强化湖北工业大学硕士学位论文ABSTRACTTernaryboride(TB)reinforcedpowdermetallurgyhigh-speedsteel(PMHSS)matrixcermetswasdevelopedsuccessfullybyreactionvacuumsinteringatthetemperatureof1193℃and1197"CusingFeB、Mo、Cr、NiandM2HSSpowder,ofwhichTBparticulatewasforme

4、dduringsinteringprocess．Thecharacteristicsoftheeermets，includingmicrostructure，phaseconstituentsanddistribution，hardness，wearresistance，wereanalyzedbyopticalandelectronicmicroscope，electroprobe，X—raydiffractionandhardness—tester．AnalysisindicatedthatTBwasformedbyin-situreactionofMo—FeBmixture

5、onM2PMHSSmatrixwithFeBremovalathi曲temperature．ThehighsoundTBobtainedwasattributedtothemelt—borideeutecticmeltduringliquidsintering．ThephaseconstituentswerecomposedofTBM02FeB2，bondingphased—FeMrCcarbide．ThesinteringtemperatureincreasedtogetherwiththeincreaseofTB．Themuir／phaseformationwasfavora

6、bletorestrainingthecrystalabnormalgrowthwithfineuniformlydistributedceramicparticulateSOastoovercomethedifficultiesinthefailureofparticulatebondingwithmatrixduetolakeofchemicalreactionordiffusionbetweenparticulateandmatrix．Thecermetsexhibitedexcellentwearresistanceespeciallyathightemperature，

7、whichincreasedwithceramicparticulateincrease．ThewearresistanceofthenewtypeofcompositewasashighastwiceofM2PMHSS．EffectsofCr,Nielementsandsurfactantadditiononsinteredqualitywereinvestigated．Resultsindicatedthattheadditiveswerebeneficialtoexcell