多孔粉末压片制备WC颗粒增强Mn13基表面复合材料的研究

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高锰钢作为一种耐磨材料，其耐磨性主要来自于工作表面的加工硬化。即在较大的应力环境中，工件服役表面产生强烈形变，使表面硬化，耐磨性提高。然而，在许多中、低应力的工作环境中，其耐磨性能较差。通过采用颗粒增强的方法制备的复合材料可以即保持高锰钢原有的韧性，又提高其表面初始硬度，从而弥补高锰钢在中、低应力条件下加工硬化不足的缺点。但是先前研究的无孔粉末压片制备的高锰钢基表面复合材料界面结合质量差，并且复合层中几乎没有未溶解的WC颗粒。针对存在的这些问题，本论文采用多孔粉末压片法制备了WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料，重点研究了WC颗粒的加入量、WC颗粒的粒度、压片的制备方式、压片的处理温度、压片孔的数目、压片孔的直径和高碳锰铁粉的加入量对复合层组织的影响。表面复合材料的制备采用V-EPC铸造工艺，利用光学显微镜、扫描电镜及其能谱仪、XRD衍射仪分析研究了试样的组织结构，采用显微硬度计测设了复合层组织的显微硬度。
　　研究结果表明：直孔法制备的复合材料的显微组织由复合层和基体两部分组成，复合层组织主要由复合层基体、原始WC颗粒、析出的WC或W2C、M3C、M6C和M7C3多种碳化物和基体组成，未熔WC颗粒主要分布在复合层的下部，高碳锰铁粉的加入促进了复合材料过渡层的形成，但降低了复合层的质量；选用不同粒度的WC颗粒，都发生不同程度的溶解，粒度大，材料质量下降。粒度小，增强颗粒溶解严重，不能发挥增强颗粒本身的特性，粒度在40~60目比较合适；多孔压片中直孔数目过少，制备的复合材料中形成裂纹、孔洞等缺陷。孔数目过多，WC颗粒几乎全部溶解，直孔数目为6个比较合适；压片中孔直径过小，制备的复合材料界面结合质量差。压片中孔直径过大，促进了WC颗粒的溶解，孔的直径为Ф2.62mm时，复合材料整体性能较好；和其他多孔压片的制备方法对比，直孔法具有工艺简单，能通过控制孔的数目和孔的直径，得到了质量良好的复合材料。

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作者
刘科虹;
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作者单位

内蒙古科技大学;

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授予单位内蒙古科技大学;
学科材料加工工程
授予学位硕士
导师姓名郭长庆;
年度 2012
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类钢;
关键词
高锰钢基表面复合材料; 多孔粉末压片法; WC颗粒; 组织结构; 显微硬度;

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