原位反应生成灰铸铁基复合材料的微观组织及机理研究.pdf

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1、《热加工工艺》2013年2月第42卷第4期原位反应生成灰铸铁基复合材料的微观组织及机理研究田景来叶芳霞3’钟黎声2'许云华(1．西安建筑科技大学冶金工程学院，陕西西安710055；2．西安建筑科技大学机电工程学院耐磨材料研究所，陕西西安710055；3．西安理工大学材料科学与工程学院，陕西西安710048)摘要：将铬合金丝与灰铸铁进行铸造复合及热处理，采用原位法制备出碳化物颗粒增强铁基复合材料。利用XRD、SEM和EDAX对该复合材料的微观组织进行观察。结果表明：在1160℃下保温20、22min后，该复合材料中生成M7C型碳化物，靠近合金丝边缘的为细小颗粒状，远离合金丝为

2、板条状，同时在复合材料中出现珠光体；保温24min后，合金丝与基体完全反应，生成的碳化物与保温26min时一致，全部为MC型。关键词：铬合金丝；灰铸铁；原位生成中图分类号：TB331文献标识码：A文章编号：1001．3814(2013)04-0097-03InvestigationonMicrostructureandMechanismOfIn—situProducingGreyCastIronMatrixCompositeTIANJinglaiL2，YEFangxi#，ZHONGLisheng2，XUYunhua2(1．SchoolofMetallurgicalEngin

3、eering，Xi’anUniversityofArchitecture&Technology，Xi’an710055，China；2．InstituteofWear-resistanceMaterials，Xi’anUniversityofArchitecture&Technology，Xi’an710055，China；3．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Thein—situproductioncarbidepart

4、iclereinforcedironmarxcompositewaspreparedbyusingcastingandheattreatmentforc~omiumalloywireandgreycastiron．ThemicrostmctureofgenerationphasewasobservedbyX-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)andenergydispersiveX-rayanalysis(EDAX)．TheresultsshowthatM7C3typecarbidesgenerateint

5、hecompositeat1160℃for2Ominand22min，andtheshapechangesfromfineparticlenearalloywireedgeintolathawayfromthealloywire．Simultaneously，thepearliteappearsinthecomposite．Afterheattreatmentfor24min，thealloywireallreactswiththesubstrateanddisappearsinthecomposite．Atthesametime，thegeneratingcarbides

6、becomeM3Ctype，whichisinagreementwithheatingtreatmentfor26min．Keywords：c~omiumalloywire；greycastiron；in-situproduction近20年来，关于金属基复合材料的研究主要集中合力好等优点，成为制备碳化物颗粒增强钢铁基复于铝、镁、钛、铜和镍等金属，增强体主要有碳化物、硼合材料的重要方法，也受到国内外学者的重视[4-5]。鉴化物、氮化物、氧化物等陶瓷颗粒和金属间化合物【3]，于此，本文采用铸造与热处理工艺相结合的方法，原而关于钢铁基金属复合材料的研究较少。钢铁材料位反应生成了

7、灰铸铁基复合材料。研究了该复合材料具有较高的刚度、强度、良好的韧性和焊接性等优异的微观组织特征、物相组成，并探讨了其形成机理。的综合性能，同时兼备价格便宜、资源丰富和易规模1实验材料与方法化生产等特点，是应用最多的工程金属材料。鉴于此。加强钢铁基金属复合材料的研究和开发已势在必行。1．1实验材料原位反应法因具有生成的增强相颗粒细小。在基体采用灰铸铁、铬合金丝为原料。其中灰铸铁的化中分布均匀、颗粒表面不受污染，与基体润湿性及结学成分(质量分数，％)为：4．22C、1．27Si、0．17Mn、O．098P、0．024S