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TiC-TiWC_(2)增强高铬铸铁基复合材料的组织与磨损性能研究
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作者 王茂森 王帅 +5 位作者 龙骏 付志强 柯志敏 刘彬彬 吴龙祥 郑开宏 《材料研究与应用》 2025年第1期164-170,共7页
高铬铸铁因优良的韧性和耐磨性,被广泛应用于各种工程领域。然而,在高负荷和极端磨损条件下,高铬铸铁的表面会出现凹坑、裂纹及断裂等失效现象,无法满足工况需求。硬质金属碳化物因具有较高的硬度,能够有效抵抗多种形式的磨料磨损,因此... 高铬铸铁因优良的韧性和耐磨性,被广泛应用于各种工程领域。然而,在高负荷和极端磨损条件下,高铬铸铁的表面会出现凹坑、裂纹及断裂等失效现象,无法满足工况需求。硬质金属碳化物因具有较高的硬度,能够有效抵抗多种形式的磨料磨损,因此常被添加至金属基体中,以提升基体的硬度与耐磨性能。通过引入W、Ti、C的混合金属碳化物体系,采用粉末冶金与铸造相结合的方法制备了TiC-TiWC_(2)增强的高铬铸铁基复合材料。利用SEM、XRD、EDS法对复合材料的微观组织和物相进行分析,通过维氏硬度计测试复合材料的显微硬度,利用三体磨损试验机比较了复合材料与传统高铬铸铁材料在相同工艺条件下的耐磨性能。结果表明,在原位反应过程中,复合材料内部形成了TiC-TiWC_(2)增强相,该增强相以核壳结构的方式生长。复合区域的平均硬度值可达到1300 HV左右,几乎是基体区域硬度的2倍。在三体磨损实验中,传统高铬铸铁材料中的M_(7)C_(3)型碳化物发生脆性断裂和疲劳剥落,因而磨损表面多呈现连续的划痕和面积较大的凹坑,而复合材料的磨损表面相对平整,仅部分基体区域表现出短而浅的划痕和犁沟,磨损截面整体连续且无明显纵向裂纹。通过对比分析发现,复合材料的耐磨性能相比高铬铸铁基体提升了2倍以上,表明TiC-TiWC_(2)增强相显著提高了高铬铸铁的硬度和耐磨性。 展开更多
关键词 高铬铸铁基复合材料 硬质增强相 TiC-TiWC_(2)核壳结构 原位反应 显微硬度 磨料磨损 粉末冶金 铸造
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