电冶熔铸钢基复合材料组织及磨损性能研究

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1、电冶熔铸钢基复合材料组织及磨损性能研究摘要采用电冶熔铸工艺成功制备了钢基复合材料。研究了以GCrl5轴承钢为基体，分别添加不同含量的WC、TiC、SiC颗粒后所得复合材料的组织，重点分析了其磨损性能，探索了不同成分材料的磨损机理。wc／《N复合材料中，WC颗粒含量较低的复合材料在高温下溶解严重，基体形成不连续网状复式碳化物沿晶界分布，基体中由于快速冷却析出了许多细小的原位wC颗粒；WC颗粒含量较高的复合材料中保持了一定量的原始颗粒，在基体中均匀分布：大颗粒WC颗粒周围形成了厚达数微米的反应层，界面结合强度大为提高。Tic／钢复合材料中，原始TiC颗

2、粒很好的保留在基体中；而SiC／锦]复合材料中SiC几乎全部溶解于基体，但在基体中存在大量原位析出的SiC小晶粒。磨损试验中发现，所有复合材料的耐磨性均比基体材料有不同程度的提高，含大颗粒WC复合材料的耐磨性比含小颗粒WC复合材料的耐磨性要好，颗粒含量、大小、间距对材料的磨损性能都有影响；通过对磨痕形貌的观察，认为基体材料GCrl5的磨损机理以粘着磨损和磨粒磨损为主，加入硬质颗粒后，以磨粒磨损为主，而且随硬质颗粒含量的增加，粘着逐步减轻。关键词：电冶熔铸：显微组织：摩擦磨损；磨损机理；界面：增强颗粒ResearchoiltheⅣIicrostruc

3、tureandWearResistanceoftheSteelMatrixCompositesProducedbyElectroslagMeltingandCastingTechniqueAbstractSteelmatrixcompositeshavebeenproducedbyelectroslagmeltingandcastingtechnique．ThemicrostructureofcompositeswithdifferentcontenthardparticlesinGCrI5matrixwasresearched．Thewearre

4、sistanceandmechanismwereanalyzed，InthecompositeswithlowercontentWCparticles，thehighersolutionofWCparticlesmakescementedcarbidecompoundalongthegrainboundaryandsmallin—situWCparticles懿efoundinthematrix．InthecompositeswithhighercontentWCparticles，thesourceWCparticlesarekeptpartly

5、anddistributedinthematrixuniformly．TheinterfacebetweenlargeWCparticlesandsteelmatrixformsthereactionlayerofseveralramswhichenhancesthetoughnessofinterfacehighly．InthecompositesreinforcedbyTiCparticles，thesourceparticlesarekeptunchanged．WhileallofSiCparticlesdissolveinthematrix

6、andmanysmallin．situSiCparticlesarefoundinthematrix．WealsohavefoundthatthewearresistanceofallthecompositesiSobviouslyimprovedtodifferentextent，Theresistanceofcompositeswithlargehardparticlesisbetterthanthecompositeswithsinailhardparticles．Thewearresistanceofthecompositesisinflu

7、encedbythecontents，thesizesandthedistanceofthehardparticlesobviously．TheSEMimaginesofwornsurfaceshowthatthewearmechanismofGCrt5matrixisadhesivewearandabrasivewear、thewearmechanismofcompositesreinforcedbyhardparticlesismainlyabrasivewear．Theadhesivewearisdecreasedwiththeincreas

8、eofthecontentofhardparticlesaccordingly，Keywords：electroslagm