添加TiC顆粒的M3-2粉末高速鋼的組織與磨損性能研究.pdf

1、本文通過冷壓燒結(jié)法制備了添加不同體積份數(shù)TiC顆粒的M3/2粉末高速鋼合金(簡稱M3/2-TiC合金)，并研究了其摩擦磨損行為。在本實驗中，添加TiC顆粒體積份數(shù)分別為2vol.％、4vol.%、6vol.%、8vol.%、10vol.%，燒結(jié)溫度設(shè)定為1240℃、1260℃、1280℃和1300℃。對添加不同體積份數(shù)TiC顆粒的M3/2粉末高速鋼合金進(jìn)行了致密度、硬度、摩擦系數(shù)及耐磨性能測試。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、X射線能

2、量分散譜等分析方法，研究了添加TiC顆粒的M3/2粉末高速鋼合金的物相、顯微組織及磨損機(jī)制。
　　研究結(jié)果表明，添加TiC顆粒的M3/2粉末高速鋼合金的致密度隨著燒結(jié)溫度的增加而提高，燒結(jié)溫度為1300℃時材料燒結(jié)致密度最好。在相同TiC顆粒體積分?jǐn)?shù)下，M3/2-TiC粉末高速鋼合金的硬度隨著燒結(jié)溫度的增加而增加。在1300℃的燒結(jié)溫度下，M3/2-TiC粉末高速鋼合金的硬度先隨TiC顆粒體積含量的增加而增加，當(dāng)TiC顆粒體積含量

3、達(dá)到6%時，硬度值達(dá)到最大值；進(jìn)一步增加TiC顆粒體積含量，硬度值開始減小。
　　組織分析表明，添加少量TiC顆粒改善了M3/2粉末冶金高速鋼的顯微組織，M3/2高速鋼中網(wǎng)絡(luò)狀M6C型碳化物消失，在合金基體上出現(xiàn)均勻分布的塊狀M6C型碳化物。添加TiC顆粒體積含量超過6%時，TiC顆粒在基體中發(fā)生團(tuán)聚，甚至在TiC顆粒團(tuán)聚位置出現(xiàn)大量孔洞，嚴(yán)重影響了該合金顯微組織的均勻性，并導(dǎo)致其材料的力學(xué)性能的降低。
　　摩擦磨損性能研究

4、結(jié)果表明，M3/2-TiC粉末高速鋼合金的磨損失重量隨著TiC顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而減小，當(dāng)TiC顆粒體積分?jǐn)?shù)達(dá)到6%時，磨損失重量達(dá)到最小值，為4.21mg；進(jìn)一步增加TiC顆粒體積份數(shù)，磨損失重量開始增加。這是由于TiC顆粒本身的良好耐磨性，添加少量TiC顆粒同時又與基體結(jié)合良好，從而起到了增強(qiáng)基體耐磨性的作用。磨損前后顯微組織分析表明，磨損機(jī)制主要為粘著磨損和氧化磨損。
　　綜上所述，添加適量的TiC顆粒，可以獲得內(nèi)部組織均勻