反应熔覆原位自生高锰钢表面TiC-（Cr，Fe）7C3复合材料的结构与性能-论文.pdf

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1、第19卷第2期粉末冶金材料科学与工程2014年4月、，01．19No．2MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgyApr．2014反应熔覆原位自生高锰钢表面TiC．(Cr，Fe)7C3复合材料的结构与性能石韬，郭志猛，郝俊杰，罗骥，程军(北京科技大学新材料技术研究院，北京100083)摘要：以Ti粉、石墨粉和cr粉为原料采用反应熔覆技术，结合自蔓延高温合成与真空消失模铸造法，在Mnl3高锰钢表面制备不同cr含量的TiC一(Cr，Fe)7C3复合材料涂层。通过扫描电镜(SEM)结合x射线能谱分析(EDS)、x射线衍

2、射(XRD)分析，研究涂层的微观结构与成分。结果表明：cr溶于Fe形成MC型化合物，TiC颗粒的分布随Cr含量增加而更加均匀、尺寸逐渐变小。分析3种不同Cr含量材料的力学性能，结果表明Cr含量(质量分数1为15％时涂层的硬度最高，耐磨性能最好。关键词：反应熔覆：自蔓延高温合成；真空消失模铸造；原位自生TiC颗粒增强；(Cr,Fe)7C3中图分类号：TB333文献标识码：A文章编号：1673—0224(2014)2—259—06ReactivecladdingTiC-(Cr，Fe)7C3highmanganesesteelsurfacereinforcedcompos

3、itematerialsSHITao，GUOZhi—meng，HAOJun-jie，LUOJi，CHENGJun(InstituteforAdvancedMaterialsandTechnology,UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：Withthemechanismofself-propagatinghigh—temperaturesynthesis(SHS)，reactivecladdingTiCparticlein-situsynthesized(Cr,Fe)

4、7C3reinforcedMnl3highmanganesesteelsubstratecompositematerialswithdiferentcontentsofCrwerepreparedusingvacuumevaporativepatterncasting(V-EPC)infiltrationmethod．Themicro—structureandcompositionsofcoatingwerecharacterizedbySEM，EDSandXRD．TheresultssuggestthatCrisdissolvedinFeandthenM7C3ty

5、pecompoundcomeout．WiththeincreaseofCrcontent，theTiCparticledistributesmoreevenlyandthesizeofTiCparticlebecomessmaller．ThehardnessofcoatingreachesthepeakwhenCrcontent(massfraction)reaches15％．Keywords：reactivecladding；SHS；V-EPC；TiCparticlein-situsynthesizedreinforced；(Cr,Fe)7C3高锰钢铸件的耐磨性能

6、主要体现在抵抗强冲击作粒增强金属基复合材料涂层成为研究热点【l】。用下的磨料摩损或凿削摩损，但在非强冲击摩损工况根据文献报道【3]，Cr作为合金元素添加到铸钢下，由于高锰钢铸件表面的加工硬化程度较低，使用中，能形成合金碳化物MC，，具有高的耐磨性，并能初期摩损率较大。国内外普遍采用高锰钢合金化、表固溶于铸钢基体而提高基体的强度、硬度和蠕变抗力，面合金化、表面预硬化甚至非晶化等来增强高锰钢的但并不降低钢的冲击韧度；其次，cr主要存在于渗碳耐磨性，金属基复合材料涂层尤其是自生碳化物相增体与铁素体中，使碳化物的稳定性提高，并阻止石墨强钢铁基复合材料涂层发展为解决这一问题提

7、供了1化进程。同时，Cr溶于Fe形成的M7C3型化合物一(cr，个好的途径，在诸多碳化物中，TiC颗粒具备硬度高、Fe)C，金属陶瓷，具有高的硬度与优异的耐腐蚀性能，熔点高、热稳定性好等特点，因此近年来制备TiC颗并能固溶于铸钢基体而提高基体的强度、硬度和蠕变基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2013AA031104)收稿日期：2013—07．09：修订日期：2013．10．09通讯作者：郭志猛，教授，博士生导师。电话：010—62334376；E-mail：zmguo@ustb．edu．cn262粉末冶金材料科学与工程(b)n图3不同Cr