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热处理对TiB_2颗粒增强的金属基复合涂层的影响

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Influence of heat treatment on TiB2 particles enhanced metal matrix composited coating
Fang Jianjun1 ，Wang Yingling2 ，Li Zhuoxin2 （ 1． Alternative Energy Training Department，State Grid of China Technology College，Jinan Shandong 250002 ，China； 2． School of Resources and Materials，Northeast University at Qinhuangdao，Qinhuangdao Hebei 066004 ，China； 3． The College Materials Science and Engineering，Beijing University of Technology，Beijing 100022 ，China） Abstract： The influence of heattreatment on the microstructure and performance of four kinds of arc sprayed metal matrix （ NiCr and 304L base） composite coatings containing TiB2 was researched by use of scanning electron microscope and transmission electron microscopy． The results show that after heat treatment comprising TiB2 NiCr matrix coatings have no obvious improvement on the porosity and hardness． The pinondisk wear experimental results exhibit that wear resistance of NiCr matrix coatings is increased by a factor of 23 by heat treatment． Heat treatment decreases the porosity and increases the density of 304L based MMC coatings． Microstructure of the heattreated coatings presents nanostructured equiaxed grain． The pinondisk wear experimental results show that the heat treatment could increase the wear resistance of coatings by a factor of 510． Key words： TiB2 ； metal matrix composite coating （ MMC） ； heat treatment； microstructure； wear resistance
第 38 卷 2013 年
第1 期 1月
Vol. 38 No. 1
HEAT TREATMENT OF METALS
January 2013
热处理对 TiB2 颗粒增强的金属基复合涂层的影响
1 2 3 方建筠 ，汪应玲 ，栗卓新
（ 1． 国网技术学院 新能源培训部， 山东 济南 250002 ； 2． 东北大学秦皇岛分校 资源与材料学院 ， 河北 秦皇岛 066004 ； 3． 北京工业大学 材料科学与工程学院 ， 北京 100022 ）
［56 ］
。采用电弧喷涂的方法制备复合涂
1
试验材料及方法
层具有成本低、 操作简便、 产生气体毒性低、 适合于现 场短期修复等优点， 国内外学者一直在研究并应用电 弧喷涂的粉芯丝材用于电厂锅炉管道的耐磨防护发现涂层的磨损失效形 式多为剥层 ， 这表明陶瓷相和金属基体的结合及层 间界面的结合决定了涂层的耐磨性能 。在工业应用复 合涂层的研究中， 虽有关于采用激光重熔或热处理等 方法来 提 高 其 他 热 喷 涂 涂 层 的 结 合 强 度 和 耐 磨 性
摘要： 用扫描电镜和透射电镜研究了热处理工艺对含 TiB2 的 NiCr 基和 304L 基 4 种电弧喷涂复合涂层组织结构和性能的影响 。 结 果表明， 热处理后含 TiB2 的 NiCr 基复合涂层孔隙率变化不大， 硬度略有增加， 销盘磨损试验耐磨性能提高了 2 ～ 3 倍； 热处理降低 了含 TiB2 的 304L 基复合涂层的孔隙率， 增加了涂层致密度， 热处理后的 304L 基涂层还存在重结晶形成的纳米等轴晶组织特征， 涂 层的耐磨损性能提高了 5 ～ 10 倍。 关键词： TiB2 ； 金属基复合涂层（ MMC） ； 热处理； 微观结构； 耐磨性 中图分类号： TG174． 44 文献标志码： A 文章编号： 0254-6051 （ 2013 ） 01-0097-04
收稿日期： 2012-06-14 基金项目： 国家自然科学基金（ 50375004 ） 作者简介： 方建筠（ 1973 —） ， 女， 四川达州人， 副教授， 博士， 主要从事表 82999433 ； E面研究和教学 工 作， 发 表论文 10 余篇。 联系电话： 0531mail： fang． litong@ 163． com
金属基陶瓷增强的复合涂层可以将金属和陶瓷优 越性综合于一体， 因此近年来通过在延性金属中添加 陶瓷 硬 质 相 形 成 金 属 陶 瓷 复 合 涂 层 （ metal matrix composite，MMC ） ， 用以提高表面工作层的硬度及耐磨 性的研究很多
［12 ］
， 但热处理对电弧喷涂金属基复合涂层的影响 能 方面的研究尚属空白， 本文主要研究了热处理方法对 含 TiB2 的电弧喷涂 MMC 涂层组织及性能的影响。

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热氢处理对（TiB，TiC）／Ti110复合材料显微组织和相变点的影响

热氢处理对（TiB，TiC）／Ti110复合材料显微组织和相变点的影响

热氢处理对（TiB，TiC）／Ti110复合材料显微组织和相变点的影响孙拴利;吕维洁;卢俊强;王立强;张荻【期刊名称】《机械工程材料》【年(卷),期】2011(035)009【摘要】对原位反应制备的（TiB，TiC）／Ti1100复合材料进行了热氢处理，用XRD对不同氢含量复合材料进行了物相分析，用光学显微镜研究了氢元素的加入对复合材料显微组织的影响，并测定了相变温度。

结果表明：随着氢含量的增加，α-Ti和β-Ti相的衍射峰有向低角度偏移的趋势，晶界处逐渐析出氢化物，复合材料的相变温度逐渐下降，并且基体钛合金的晶粒有所细化。

【总页数】5页(P18-21,25)【作者】孙拴利;吕维洁;卢俊强;王立强;张荻【作者单位】上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030;上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030;上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030;上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030;上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030【正文语种】中文【中图分类】TG146.1【相关文献】1.热氢处理对（TiB，TiC）／Ti-6Al-4V复合材料显微组织和力学性能的影响 [J], 宋杰;王立强;覃继宁;吕维洁;张荻;侯红亮2.Ti-Fe粉的加入量对TiC和TiB2颗粒增强45钢基表面复合材料显微组织的影响[J], 韩文华;宋博宇;刘桂荣3.TiB2含量及T6热处理对原位TiB2/ZL111复合材料显微组织和硬度的影响 [J], 王应武;左孝青;冉松江;孔德昊4.TiB2+TiC含量对等离子熔覆Ni55基复合材料涂层显微组织及耐磨性能的影响[J], 张新杰;崔洪芝;王佳峰;张国松;赵玉桥;孙康;5.TiB2+TiC含量对等离子熔覆Ni55基复合材料涂层显微组织及耐磨性能的影响[J], 张新杰;崔洪芝;王佳峰;张国松;赵玉桥;孙康因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《TiB_w增强高温钛基复合材料构件锻造成形及组织性能调控》

《TiB_w增强高温钛基复合材料构件锻造成形及组织性能调控》

《TiB_w增强高温钛基复合材料构件锻造成形及组织性能调控》一、引言随着航空航天、能源、汽车等领域的快速发展，对材料性能的要求日益提高。

高温钛基复合材料因其具有优异的力学性能、高温稳定性及良好的加工性能，已成为当前研究的热点。

其中，TiB_w增强高温钛基复合材料由于添加了TiB晶须（Titanium Boride Whisker）而具有更强的力学性能和高温稳定性，因此其构件的锻造成形及组织性能调控成为了研究的重点。

本文将详细探讨TiB_w增强高温钛基复合材料构件的锻造成形过程及其组织性能的调控方法。

二、TiB_w增强高温钛基复合材料的锻造成形1. 材料制备TiB_w增强高温钛基复合材料的制备主要通过粉末冶金法或熔铸法，其中熔铸法更为常用。

通过在钛基体中添加TiB晶须，获得具有优异力学性能的复合材料。

2. 锻造成形锻造成形是TiB_w增强高温钛基复合材料构件制备的关键步骤。

首先，将制备好的复合材料进行加热至适当温度，使材料具有良好的塑性变形能力。

然后，通过模压或自由锻造等方式，对材料进行锻造，使材料获得所需的形状和尺寸。

最后，对锻造后的构件进行冷却处理，使其达到所需的力学性能。

三、组织性能调控1. 晶粒尺寸控制晶粒尺寸是影响材料力学性能的重要因素。

通过调整锻造过程中的温度、压力、时间等参数，可以控制材料的晶粒尺寸。

晶粒尺寸的减小可以提高材料的强度和韧性。

2. 晶界强化晶界是材料中重要的结构特征之一，对材料的力学性能有重要影响。

通过调整锻造过程中的应变速率和变形量，可以改变晶界的形态和分布，从而提高材料的力学性能。

此外，还可以通过添加合金元素或进行热处理等方式来改善晶界的性能。

3. 力学性能测试与分析为了评估TiB_w增强高温钛基复合材料的力学性能，需要进行一系列的力学性能测试，如拉伸试验、压缩试验、硬度测试等。

通过对测试结果的分析，可以了解材料的强度、韧性、硬度等力学性能。

此外，还需要对材料的微观组织进行观察和分析，以了解其晶粒形态、晶界结构等特征。

TiB2对铜-石墨基复合材料性能的影响

TiB2对铜-石墨基复合材料性能的影响

１ ％ ｃａｂｏ ２ ｒ ｎ
结构。 图 １ 镀 铜 ＴＢ 颗 粒 的 Ｓ Ｍ 照 片 。 图 ２ ３ ４ 是 ｉ Ｅ ， ， 分 别 是 Ｃ 一石 墨 ，ＴＢ一 ｕ ｕ ｉ Ｃ 一石 墨 ，镀 铜 ＴＢ一 ｕ ｉ Ｃ 一
石墨复合材料烧结试样的 Ｓ Ｍ照片 。图中黑色部 Ｅ 分是石墨 ，白色部分是 ｃ 相（ ２ 和 ＴＢ（ ３ 及 ｕ 图 ） ｉ 图 ）
铜 ，再与铜和石墨复合制备 ＴＢ 颗粒增强的石墨 一 ｉ
铜 复合材料。如此能够明显改善复合材料的组织形 貌 ，使铜能够形成三维网络结构 ，从而提高导 电性 能，同时 由于 ＴＢ 颗粒的弥散强化 ，使得复合材料 ｉ
的强度 明显 提高 。
料方式为干混 ，混合必须均匀 。３类复合试样 为 ： ① ｃ 一石墨 （ ｕ 碳粉 ） ，② ＴＢ一 ｕ ｉ Ｃ 一石墨 ，③ 镀铜
３ ｉ，随炉冷却到室温 。冷却后 的还原镀铜 ＴＢ ０ｍｎ ｉ
粉过孔径 ４ ｍ的筛 。这样可 以防止还原 的镀铜 ９ ＴＢ 颗粒间发生 团聚 。将过筛 的铜粉 、石墨粉 、Ｔ ｉ ｉ 粒和镀铜 ＴＢ 颗粒 按设 计 的 ３类 复合 材料 Ｂ颗 ｉ
试 样 粉 料 比进 行 称 量 ，然 后 在 混 料 机 中混 料 ，混
样 ，使得传统 的粉末冶金方法制备 ＴＢ ｉ 一铜 一石墨
复合材料存在混料不均匀、界面结合强度低、复合 材料 的显微组织 中铜难 以连成 三维 网络结构 等严
重 问题 。从 而 影 响材料 的物 理 和力学性 能 『 ３ １ 。为此 ， 在 ＴＢ 颗 粒 表 面通 过 化 学 镀 的方 法 涂 覆 一 层 金 属 ｉ
中图法分类号 ： Ｂ ３ Ｔ ３１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ８ ５ ３ （０ ７０ — ３ — ４ １０ — ９ ９ ２ ０ ）９ ０ １ ０
《TiB2与Al基复合材料的制备与性能研究》

《TiB2与Al基复合材料的制备与性能研究》

《TiB2与Al基复合材料的制备与性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展，复合材料因其独特的物理和化学性能，在航空航天、汽车制造、电子信息等领域得到了广泛应用。

TiB2作为一种具有高导电性、高热稳定性和优良机械性能的材料，与Al基复合材料相结合，能够显著提高复合材料的综合性能。

本文旨在研究TiB2与Al基复合材料的制备方法及其性能，为相关领域的应用提供理论依据和技术支持。

二、TiB2与Al基复合材料的制备1. 材料选择与预处理选择高纯度的TiB2粉末和Al基体材料。

对TiB2粉末进行干燥、过筛处理，以去除杂质；对Al基体材料进行表面处理，以提高其与TiB2的界面结合力。

2. 制备方法采用粉末冶金法，将预处理后的TiB2粉末与Al基体材料混合，通过热压烧结、热等静压等方法制备TiB2与Al基复合材料。

在制备过程中，控制温度、压力、时间等参数，以保证复合材料的致密性和性能。

三、TiB2与Al基复合材料的性能研究1. 密度与孔隙率通过阿基米德排水法测量复合材料的密度，计算孔隙率。

结果表明，制备的TiB2与Al基复合材料具有较高的致密性，孔隙率较低。

2. 硬度与耐磨性采用维氏硬度计和磨损试验机对复合材料的硬度与耐磨性进行测试。

结果表明，TiB2的加入显著提高了Al基复合材料的硬度与耐磨性。

3. 力学性能通过拉伸试验、压缩试验等方法，研究复合材料的力学性能。

结果表明，TiB2与Al基复合材料具有较高的抗拉强度和抗压强度。

4. 电学性能采用四探针法测量复合材料的电导率。

结果表明，TiB2的加入提高了Al基复合材料的电导率，使其具有更好的导电性能。

四、结论本文研究了TiB2与Al基复合材料的制备方法及其性能。

通过粉末冶金法，成功制备了致密性高、性能优良的TiB2与Al基复合材料。

实验结果表明，TiB2的加入显著提高了Al基复合材料的硬度、耐磨性、力学性能和电学性能。

因此，TiB2与Al基复合材料在航空航天、汽车制造、电子信息等领域具有广泛的应用前景。