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该论文研究了两种成分的高合金铁基材料,成分分别为Fe-11Mo-4Cr-2V-1.45C和Fe-4Cr-4Mo-6Co-1.5Ni-1.2C,前者称为高钼铁基材料,后者称为含钴铁基材料。制备出性能优良的双层结构材料和熔渗型含钴铁基材料。 研究了合金元素、烧结温度对高钼铁基合金致密化的影响以及热处理温度对显微组织的影响。采用加压烧结工艺制备出双层结构铁基合金,分析了界面区合金元素的分布规律及材料的组织性能。结果表明:C、V的含量是致密化的关键因素,而Mo的影响相对较弱。双层结构材料综合了高合金层和基体层的优点,其抗弯强度达1980MPa,冲击韧性达18J/cm2。双层界面区C、Mo、V的扩散受到抑制,Mo、V集中分布在碳化物中,Cr的分布相对均匀。 研究了高钼合金中针状碳化物的形貌演变。通过高温退火、添加合金元素Si、B以及在富氮气氛中烧结三种方法来研究显微组织的演变。结果表明:M2C是一种亚稳相,高温退火可使其断裂、球化和分解;添加1wt%Si后针状碳化物和块状碳化物共存,Si使M6C的稳定性增加,抑制了M2C的形成;添加0.1wt%B能促进烧结,并在一定程度上抑制针状碳化物的形成,显微组织中生成少量块状碳化物;在富氮气氛中烧结也能一定程度上抑制针状碳化物的形成。 研究了直接烧结和烧结熔渗工艺制备含钴铁基材料。结果表明:提高烧结温度和碳含量有利于材料的致密化。显微组织中出现了网状碳化物,网状碳化物由M6C和M23C6型碳化物构成。含钴铁基材料硬度很高（61HRC）,但是网状碳化物的使材料变脆。抗弯、抗拉和压溃强度分别为547MPa、277MPa和388MPa,冲击韧性只有2.5J.cm-2。熔渗型含钴铁基材料的综合力学性能优异。密度达7.85g.cm-3,回火态硬度达51HRC,抗弯强度、抗拉强度、压溃强度分别为1350MPa、1140MPa、1443MPa,冲击韧性提高到8.1J.cm-2。