铸渗法制备颗粒增强铁基表层复合材料

铸渗法制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料的热力学分析周永欣;吕振林;邢志国;赵西城
【期刊名称】《热加工工艺》
【年(卷),期】2007(36)9
【摘要】铸渗法是目前制备颗粒增强表面复合材料的主要方法。

通过试验和热力学分析得到了采用V-EPC铸渗法制备SiC颗粒增强钢基表面复合材料时SiC粒子在钢水铸渗过程中分解的热力学依据。

通过改变试验条件和方案,可有效延缓碳化硅粒子的分解速度,从而达到制备出复合效果良好的SiC增强钢基表面复合材料。

【总页数】4页(P53-56)
【关键词】碳化硅增强;表面复合材料;热力学
【作者】周永欣;吕振林;邢志国;赵西城
【作者单位】西安建筑科技大学冶金学院;西安理工大学材料科学与工程学院【正文语种】中文
【中图分类】TG244
【相关文献】
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《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析一、引言随着工业技术的飞速发展，耐磨材料在各种机械装备及工程应用中扮演着至关重要的角色。

高铬铸铁因其出色的耐磨性能，被广泛应用于矿山、冶金、建材等行业的机械设备中。

然而，单纯的高铬铸铁在某些极端工况下仍难以满足耐磨需求。

因此，复合材料的研发成为了一个重要的研究方向。

ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料以其优异的综合性能，在耐磨材料领域展现出巨大的应用潜力。

本文将详细介绍ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备工艺，并对其界面组织进行分析。

二、铸渗法制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料1. 材料选择与预处理制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料，首先需要选择合适的基体材料和高铬铸铁合金。

基体材料应具有较好的韧性和强度，而高铬铸铁合金则应具备优异的耐磨性能。

此外，还需对基体材料进行预处理，如清理表面杂质、预热等，以保证铸渗过程的顺利进行。

2. 铸渗工艺流程铸渗法主要包括熔炼、浇注、凝固等过程。

首先，将高铬铸铁合金熔炼成液态，然后将其浇注到预处理好的基体材料上。

在浇注过程中，需控制好温度、速度等参数，以保证液态高铬铸铁合金能够充分渗透到基体材料的孔隙中。

最后，经过凝固、冷却等过程，形成ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料。

三、界面组织分析1. 界面组织形成机制ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的界面组织形成机制主要受到铸渗工艺参数、基体材料和高铬铸铁合金的性能等因素的影响。

在铸渗过程中，液态高铬铸铁合金在基体材料表面渗透、扩散，并与基体材料发生化学反应，形成复杂的界面组织结构。

这些组织结构对复合材料的性能具有重要影响。

2. 界面组织观察与分析为了了解ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料的界面组织结构，我们采用了金相显微镜、扫描电子显微镜等手段进行观察和分析。

通过观察界面组织的形态、分布、相组成等情况，可以了解界面组织的形成机制及其对复合材料性能的影响。

陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展陶瓷颗粒增强金属基复合材料具有优异的性能，已经在航空航天、汽车、船舶、电子、军工等领域得到了广泛的应用。

随着科学技术的不断发展，人们对这种复合材料的研究也越来越深入，制备方法和性能优化成为了研究的热点。

本文将介绍陶瓷颗粒增强金属基复合材料的制备方法及研究进展。

一、制备方法1. 粉末冶金法粉末冶金法是一种常用的制备陶瓷颗粒增强金属基复合材料的方法。

选取适量的金属粉末和陶瓷颗粒，经过混合、压制和烧结等过程，制备成复合材料。

这种方法制备的复合材料具有良好的成型性能，可以制备成各种形状的零件，适用于批量生产。

2. 熔体浸渗法熔体浸渗法是一种将金属熔体浸渗到陶瓷颗粒骨架中，形成复合材料的方法。

将金属熔体浇注到陶瓷颗粒层间，经过高温处理使金属浸渗到陶瓷颗粒骨架中，形成复合材料。

这种方法制备的复合材料具有较好的界面结合强度和均匀的组织结构，适用于制备高性能的复合材料。

3. 机械合金化法机械合金化法是一种通过机械研磨的方式将金属粉末与陶瓷颗粒混合，然后进行压制和烧结等工艺制备复合材料的方法。

这种方法可以有效地提高陶瓷颗粒与金属基体的界面结合强度，并且可以得到细小的颗粒尺寸和均匀的组织结构，提高复合材料的性能。

二、研究进展1. 界面改性技术当前，提高陶瓷颗粒与金属基体的界面结合强度是研究的热点之一。

界面改性技术通过在陶瓷颗粒表面涂覆一层金属或金属化合物，可以提高陶瓷颗粒与金属基体的结合强度，改善复合材料的性能。

2. 成分设计优化通过合理设计金属基体和陶瓷颗粒的成分，可以有效地改善复合材料的性能。

目前，一些研究表明，引入适量的合金元素或者添加强化相可以有效地提高复合材料的力学性能和耐磨性能。

3. 工艺优化在制备过程中，通过优化工艺参数可以有效地改善复合材料的性能。

调整烧结温度和时间、压制参数、熔体浸渗温度等工艺参数，可以得到理想的复合材料微观结构和性能。

陶瓷颗粒增强金属基复合材料具有广阔的应用前景，制备方法和研究进展是其发展的关键。

不同材料成形的工艺与组织观察实验指导书1真空热压法制备钢铝复合材料1、实验目的1)了解材料的扩散连接机理；2)掌握制备钢/铝复合材料的工艺步骤；3)掌握关于钢/铝复合材料结合的分析。

2、实验原理概述1)扩散连接机理扩散连接机理极为复杂，一些学者从不同角度阐述了焊接接头的形成过程，因此出现了再结晶理论、位错理论、卡扎何夫扩散理论、西苗诺夫能量学说、薄膜学说等，近来在总结以上各种理论和学说的基础上提出了比较公认的焊接过程三阶段的理论，其原理如下：(1)物理接触的形成阶段这个阶段主要是通过一定的工艺手段去除氧化膜，在一定的扩散压力下形成物理接触（实际接触）。

即指作用物质之间产生电子相互交换的过程，使被焊材料表面原子之间形成比较稳定的外层电子。

(2)接触表面的激活阶段在形成实际的接触面后，在扩散压力和扩散温度的作用下，激活焊接表面的原子，使界面之间形成金属键等化学键结合。

(3)扩散阶段扩散阶段是在扩散温度和压力下，扩散物质相互扩散的阶段，在这个阶段会使缺陷（空洞、氧化物夹层等）消失，在接触处形成共同的晶粒，并导致内应力松弛，其结果是使接头的使用性能达到与基体金属一致的效果。

2)界面几何模型固态扩散连接界面紧密接触过程模型，自1973年由Hamilton进行塑性紧密接触过程解析以后，相继有不少模型被提出。

近年来国内外很多学者提出了扩散连接界面实际情况的几何模型，这些几何模型的提出使对扩散连接机理的认识更进了一步。

扩散连接界面的几何形状貌似长而近似平行的山脊，国内外用不同的手段描述这种形貌的近似，Derby、Wallach-Ridley和Takahashi提出了用近似直边的模型来描述这种几何形貌；Ridley和Guo 提出一种semilenticular界面形状，然而实际中在配合界面的相接触处会出现相反的形状；Klaphaak最早提出一种正弦波形形貌模型，同时Takahashi认为正弦波形扩散模型在扩散初期空洞的连接处会出现相反的扩散，而在N. Orhan，M. Aksoy，M. Eroglu在中详细的论述了扩散界面形貌为正弦波形的情况，并详细的给出了这种界面几何模型的扩散机理，具体内容如下：图1.1为正弦界面空洞模型，这种模型的前提条件：(1)两个界面的接触方式如图1所示中那样的，在接触处将立即得到焊接接头；(2)在扩散连接时，界面形貌是正弦波，在接触处形成如图1所示的接触形状；(3)空洞的边界是受到拉应力，而沿着空洞边界方向的力为零；(4)空洞沿界面方向以一定间隔均匀分布，而在z方向上是单元长度；(5)在扩散过程中，正弦波的间距是常数；(6)在扩散时，在空洞上没有外加压力；(7)是空洞高度，x是X方向的距离，b为空洞的宽度。

《ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析》篇一ZTAp-高铬铸铁耐磨复合材料的铸渗法制备及界面组织分析一、引言随着工业技术的飞速发展，耐磨材料在机械制造、矿山开采、交通运输等领域的应用日益广泛。

高铬铸铁耐磨复合材料以其优异的耐磨性能和良好的力学性能，成为耐磨材料领域的研究热点。

ZTAp作为一种新型的耐磨增强相，其与高铬铸铁基体的复合材料具有更高的耐磨性能和更广泛的应用前景。

本文采用铸渗法，制备了ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料，并对其界面组织进行了深入分析。

二、铸渗法制备ZTAp/高铬铸铁耐磨复合材料1. 材料选择与预处理选择高纯度的高铬铸铁和ZTAp作为原料。

将高铬铸铁进行熔炼、除渣处理，获得纯净的铸铁基体。

同时，对ZTAp进行破碎、筛分，获得粒度适宜的增强相颗粒。

2. 铸渗法工艺流程将预处理后的高铬铸铁和ZTAp按照一定比例混合均匀，然后将其倒入预先准备好的砂型模具中。

在一定的温度和压力下，使高铬铸铁熔化并与ZTAp颗粒进行渗透结合，形成复合材料。

3. 制备参数优化通过调整熔炼温度、渗透压力、ZTAp含量等参数，优化复合材料的制备工艺，获得最佳的耐磨性能和力学性能。

三、界面组织分析1. 显微组织观察采用金相显微镜、扫描电子显微镜等手段，观察复合材料的显微组织。

分析ZTAp颗粒在高铬铸铁基体中的分布情况，以及两相之间的界面结构。

2. 界面结构分析通过透射电子显微镜等手段，对界面结构进行深入分析。

研究ZTAp与高铬铸铁基体之间的界面反应、元素扩散和相变等情况，揭示两相之间的结合机制。

3. 硬度与耐磨性能测试对制备的复合材料进行硬度测试和耐磨性能测试，分析ZTAp的加入对复合材料性能的影响。

同时，与未添加ZTAp的高铬铸铁进行对比，评估其性能优势。

四、结果与讨论1. 显微组织结果通过显微组织观察，发现ZTAp颗粒在高铬铸铁基体中分布均匀，两相之间的界面清晰可见。

界面处未出现明显的缺陷和裂纹，表明两相之间的结合良好。

专利名称：一种AlO颗粒表面增强钢基复合材料的铸渗方法专利类型：发明专利
发明人：陈伟军
申请号：CN201110306220.3
申请日：20111010
公开号：CN102366829A
公开日：
20120307
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种AlO颗粒表面增强钢基复合材料的铸渗方法，包括配比、制备AlO预制块、焙烧坯块、固定预制块、熔炼铸渗五个步骤。

本发明制备的复合材料，AlO颗粒很好的镶嵌在钢基体中，AlO颗粒采用不同粒度混合，因而排列比较紧密，但无聚团现象，AlO颗粒周围充满了钢基体，呈冶金结合状态。

本发明发发复合工艺简单、成本低廉、适用于低应力磨料冲蚀磨损工况下使用的表面复合耐磨材质。

申请人：陈伟军
地址：214000 江苏省无锡市锡山区锡北镇北光明村陈巷上15号(陈伟军)
国籍：CN
代理机构：北京品源专利代理有限公司
代理人：陈丽燕
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