新型TiC復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、碳化鈦(TiC)是一種低密度(4.93g/cm3)，高熔點(diǎn)(3140℃)，高彈性模量(460GPa)的陶瓷材料。由于其具有較低的反應(yīng)生成自由能，因而是一種很有潛力的以抗磨料磨損為目標(biāo)的顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的硬質(zhì)相。但是由于要獲得高純度、理想尺寸的‘TiC顆粒難度很大，即使制備了理想尺寸的TiC，也會(huì)加大生產(chǎn)成本，這樣就限制了它作為顆粒增強(qiáng)體的工業(yè)應(yīng)用。 由于鐵(Fe)基材料成本低廉、物理和力學(xué)性能優(yōu)異，近年來(lái)越來(lái)越受到重視，而

2、且Fe還常與Ti伴生，Ti/Fe粉價(jià)格也低，因此用Fe基材料作TiC的粘結(jié)相原料相當(dāng)合適，并可大大降低生產(chǎn)成本。 本文采用真空無(wú)壓燒結(jié)法，以碳化鈦超細(xì)粉和來(lái)源廣泛鑄鐵粉為原料制備了TiC加入量在30～60(wt％)之間的TiC復(fù)合材料。采用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDAX)、X衍射等分析手段，較系統(tǒng)地研究了TiC加入量對(duì)復(fù)合材料微觀組織、力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：試樣中主要的相組成為Fe和TiC，其顯微

3、組織均勻，界面結(jié)合良好，沒(méi)有明顯的裂紋和撕裂，二者之間達(dá)到了非常好的冶金結(jié)合。對(duì)材料的性能而言，TiC在基體中分布的均勻性越好，復(fù)合材料的機(jī)械性能越好，并隨TiC體積分?jǐn)?shù)的增加，其硬度、強(qiáng)度均有了大幅度提升。 隨后以不同粒度的SiC為磨料，在不同載荷條件下采用銷-盤磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試復(fù)合材料的二體磨料磨損行為。試驗(yàn)結(jié)果表明，TiC復(fù)合材料具有較高的抗磨料磨損能力，且其耐磨性隨著碳化鈦粉體積分?jǐn)?shù)的增大而提高，尤其是在低載荷、細(xì)磨料磨損