纳米陶瓷颗粒增强高铬铸铁铸渗层的组织分析.pdf

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1、Sep．2013铸造VOI．62NO．9FOUNDRY纳米陶瓷颗粒增强高铬铸铁铸渗层的组织分析张银娣，杨玉江，谢敬佩，邵星海，路王珂，王文焱，王爱琴(1．河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳471003；2．安阳市质量技术监督局，河南安阳455000)摘要：通过砂型铸渗工艺，在中碳钢ZG270．500表面制备出纳米陶瓷颗粒增强高铬铸铁铸渗层，渗层与母材之间呈良好的冶金结合。结果表明：由铸渗层到母材，组织按以下顺序依次变化，高铬白口铸铁组织一过渡区魏氏组织一中碳钢铸态组织，铸渗层中碳化物周围发现有马氏体组织；加入纳米颗粒后，高铬铸铁组织晶

2、粒得到细化，碳化物由紧凑网状分布向不连续的独立分布转变，基体的硬度得到提高；透射电镜结果表明，纳米颗粒作为第二相粒子弥散分布于奥氏体基体中，起到细晶强化和弥散强化作用。关键词：高铬铸铁；铸渗层；纳米陶瓷颗粒；微观组织中图分类号：TB33l文献标识码：A文章编号：1001—4977(2013)09—0831—05InvestigationonWearResistanceofHigh—CrCastIronCompositeLayerStrengthenedbyNanometerCeramicPowdersZHANGYin—di，YANGYu-j

3、iang2，XIEJing—pei，SHAOXing—hai，LUWang—ke，WANGWen—yan，WANGAi—qin(1．CollegeofMaterialScience，HenanUniversityofScienceandTechnology,Luoyang471003，Henan，China；2．AnyangBureanofQualityandTechnicalSupervision，Anyang455000，Henan，China)Abstract：Withthehelpofsandmouldcastingtechniqu

4、e，thehigh．CrwhitecastironcompositelayerstrengthenedbynanometerceramicparticleswasformedOilthesurfaceoftheZ(70—500．Fromthecastinfiltratelayertothebasemetal，agoodmetallurgicalbondwasfoundbetweentwolayers，andorganizationswereobservedinthefollowingorder：high—Crwhitecastiron—}W

5、idmanstattenstructure---~mediumcarbonstee1．martensitewasfoundaroundcarbideinthelayer．Afternano．powderwasadded,theas—castmicrostructurewasobviouslyrefined,andreticularstructurecarbidecouldbeinhibitedoreliminatedeffectively．TEMresultsshowthatthenanometerparticleweredistribut

6、edinthematrixdispersedlyassecondphase，andplayedtheroleinfine—grainedanddispersionstrengthening．Keywords：high—Crcastiron；castinfiltratelayer；nanometerceramicparticles；microstructure纳米陶瓷颗粒具有较高的硬度，加入到材料中能的强化。文章还对铸渗层与母材结合界面附近的组织够起到显著的弥散强化效果，有很好的应用前景】。进行了探讨。纳米颗粒增强钢铁基材料的研究在国内尚在起

7、步阶段。1试验方法纳米颗粒具有高的表面能，可实现低温烧结致密化，但烧结容易导致纳米颗粒的团聚和长大。而铸渗工艺1．1试样的制备是铸造技术与冶金强化技术的统一结合，可以看作一试验用纳米陶瓷粉末为合肥开尔纳米有限公司生个较短的烧结过程。因此将改性纳米陶瓷颗粒加入到产，粒径为30～60nm，并经表面改性处理，图l是纳米铸渗层中既能充分利用纳米颗粒的特性，又能有效地TiN和纳米TiC颗粒的TEM像。待渗合金粉末材料为自抑制纳米晶粒的团聚现象，具有重要的研究意义。制的高碳铬铁粉，粒度为100目，主要由C、Cr、Fe和在文献Ⅲ的研究中发现，纳米TiN能

8、够改善碳化Ni四种元素组成【。物的分布形态并以纳米颗粒形式分散于基体或界面处。将不同含量的纳米陶瓷粉末、4％的酚醛树脂、4％本研究选择改性纳米TiN、纳米TiC、纳米SiC为增强