Ti-W-C體系自蔓延高溫燃燒反應及其在理質(zhì)合金中的應用.pdf

1、中南工業(yè)大學博士學位論文TiWC體系自蔓延高溫燃燒反應及其在理質(zhì)合金中的應用姓名：李勁風申請學位級別：博士專業(yè)：材料學指導教師：鄭子樵2000.4.1末減少。通過燃燒前沿激冷淬熄試驗及產(chǎn)物形貌特征(燃燒塊斷面組織和產(chǎn)物多晶聚合體顆粒)分析，創(chuàng)新性地提出了兩種體系的自蔓延高溫反應機制。I)熔化一溶解一析出機制：當燃燒溫度較高時，燃燒前沿Ti粉熔化，W和C溶解于熔融Ti里，而后(Ti，w)c從熔融里析出。2)擴散～固溶機制：當燃燒溫度不足以

2、使燃燒前沿Ti粉熔化時，通過c的擴散先形成TiC層，其后C沿著熱應力導致的TiC層裂紋繼續(xù)擴散，與固態(tài)Ti核反應生成TiC；同時，C擴散至w顆粒，形成W：C，而后通過C的繼續(xù)擴散w，c轉(zhuǎn)變成WC；與此同時，WC固溶至TiC里，形成ffi，w)c固溶體。由于燃燒塊在高溫段停留時間短，擴散反應及固溶不完全。在這種擴散一固溶機制中，第一次提出了燃燒過程中Ti仍然呈固態(tài)時C沿熱應力導致的裂紋擴散及TiC的形成方式，完全不同于以往提出的燃燒過程中

3、Ti熔化后C通過TiC層擴散至熔融Ti里而后析出TiC的方式。這兩種TiWC體系自蔓延高溫反應機制的提出，從理論和實踐上指導了(Ti，w)c的自蔓延高溫合成。并根據(jù)這兩種機制，預測了自蔓延高溫合成TiC：WC=4：6的單相(Ti，w)c的可能性。TiC；WC=5：5的單相(Ti，w)c粉末的自蔓延高溫合成條件研究表明，預熱溫度不宜超過800。C；在900。C附近，體系會發(fā)生整體燃燒。降低W粉粒度，可促進WC斗WC反應的完全進行。在010

4、3Mpa范圍內(nèi)增加保護性氣氛燈氣壓力，可降低燃燒塊的膨脹，提高燃燒產(chǎn)物總碳及合成碳含量。根據(jù)研究所確定的條件第一次成功地合成了TiC：WC=5：5的單相fTi，w)c粉末，其粒徑為0629in。該粉末可用于制備YTl5硬質(zhì)合金，制備的YTl5合金硬度及抗彎強度可與傳統(tǒng)方法生產(chǎn)(Ti，w)c粉末制備的YTl5合金比美，而其導熱性能符合該牌號合金工具的性能要求。而且用SHS方法生產(chǎn)(Ti，w)c粉末所需周期短，能耗小，有利于節(jié)約能源，降低成