【摘 要】
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本文通过真空烧结和氮气分压烧结制备了超细Ti(C,N)基金属陶瓷,借助扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、金相显微镜、拉伸试验机、维氏硬度计等仪器进行分析测试,系统地研究了超细Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能。研究了超细Ti(C,N)-Ni金属陶瓷硬质相的长大特性。超细粉比微米粉有更明显的长大现象,超细Ti(C,N)粉制备的陶瓷晶粒尺寸是原始粉料粒径的5-10倍,而微米粉制备的陶瓷晶粒尺寸与原始粉
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本文通过真空烧结和氮气分压烧结制备了超细Ti(C,N)基金属陶瓷,借助扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、金相显微镜、拉伸试验机、维氏硬度计等仪器进行分析测试,系统地研究了超细Ti(C,N)基金属陶瓷的组织与性能。研究了超细Ti(C,N)-Ni金属陶瓷硬质相的长大特性。超细粉比微米粉有更明显的长大现象,超细Ti(C,N)粉制备的陶瓷晶粒尺寸是原始粉料粒径的5-10倍,而微米粉制备的陶瓷晶粒尺寸与原始粉料粒径相当。晶粒明显长大主要发生在1400℃前,主要方式为合并长大;1400℃后主要以“溶解-析出”机制长大,长大速率较缓慢。研究了碳含量对超细Ti(C,N)-Ni金属陶瓷的烧结性能、显微组织和力学性能的影响,结果表明:随碳含量增加,金属陶瓷的收缩率和密度降低;陶瓷晶粒明显细化;抗弯强度和断裂韧性降低,维氏硬度增大后降低。研究了Mo/(Mo+W)摩尔比对超细Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结性能、显微组织和力学性能的影响。结果表明:随Mo/(Mo+W)的增大,陶瓷试样的收缩率和密度降低。陶瓷晶粒细化,最大晶粒不超过0.3μm;Mo/(Mo+W)>0.6的陶瓷组织中存在大量η相。当Mo/(Mo+W)在0.4-0.6范围内时,超细Ti(C,N)基金属陶瓷的综合力学性能较好。研究了氮气分压烧结对超细Ti(C,N)基金属陶瓷组织及力学性能的影响。经氮气分压烧结,抑制了高温下氮化物分解,基体中η相含量降低,不仅增加了Ti(C,N)基金属陶瓷的综合力学性能,而且在表层形成了富Ti的氮化层,表层硬度明显提高。当分压压力130Pa、分压烧结时间为45分钟时,超细Ti(C,N)基金属陶瓷的综合力学性能相对较优。氮化层厚度随分压压力、分压时间以及Mo/(Mo+W)的增加而增大。Mo/(Mo+W)=0时,未形成完整氮化层,Mo2C含量较高的超细Ti(C,N)基金属陶瓷有利于氮化层形成。受氮气氛作用,表层组织首先被影响,黑芯相尺寸变小,粘结相中的Mo、W元素在环形相上析出,环形相尺寸增大,黑芯与灰环区分不明显,随时间的增长黑芯相消失,形成富Ti的(Ti,M)(C,N)固溶体。随后继续受氮气氛围影响,在表层形成灰色富集层,主要是Ti、N等元素形成的Ti N层。
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