Ti(C,N)-Ni/Ni3Al金属陶瓷的制备及组织性能研究

摘要

Ti(C,N)基金属陶瓷多采用Ni或Ni/Co作为金属粘结相，具有优异的高温红硬性、耐磨性、抗粘附性，在工模具领域具有广泛的应用前景。金属间化合物Ni3A1以其高熔点、低密度、优异的抗氧化性、抗腐蚀性和优异的中温力学性能而得到广泛应用，因此研究Ni3Al作为粘结相添加具有重要的意义。本文制备了Ti(C,N)-Ni/Ni3A1复合材料并对其组织性能进行了研究。
　　本文分别添加Ni3Al预合金粉末和直接添加Ni、Al粉制备Ti(C0.7N0.3)-Ni3Al复合材料，并对这两种复合材料的组织与性能进行了对比研究；在此基础上，通过改变粘结相组分制备Ti(C,N)-Ni/Ni3A1复合材料，研究了烧结温度、C/N比对Ti(C,N)-Ni/Ni3A1金属陶瓷组织与性能的影响。
　　采用两种粉末制备的金属陶瓷均呈现典型的芯-环结构，形成机理遵循溶解-重析出机制；与采用Ni3Al预合金粉末制备的金属陶瓷相比，直接采用Ti(C0.7N0.3)、Ni、Al粉原位合成的金属陶瓷，致密程度较高，环形相较厚，力学性能较优。
　　随着温度升高，Ti(C,N)-Ni/Ni3A1复合材料抗弯强度和硬度呈先上升后下降的趋势，1450℃保温1.5h，抗弯强度为1906.6MPa，硬度为89.1HRA。Ti(C1-x,Nx)-Ni/Ni3Al金属陶瓷复合材料体系中，C/N比极大的影响着晶粒尺寸和环形相厚度。随C/N比减小，晶粒细化，环形相厚度变薄，当x=0.5时，金属陶瓷的晶粒最细小，环形相厚度最薄；随着C/N比减小，抗弯强度和硬度呈先升高后降低的趋势，当x=0.3时，抗弯强度为1906.6MPa，硬度为89.1HRA，力学性能最优。

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1．绪论

1.1 引言

1.2 Ti(C,N)基金属陶瓷材料研究概况

1.3 Ni3Al金属间化合物研究概述

1.4 金属间化合物/陶瓷基复合材料制备方法及研究概况

1.5 本文研究目的、内容和技术路线

2. 试验原料、设备及研究方法

2.1 引言

2.2 实验原料和设备

2.3 样品成分设计及制备方法

2.4 金属陶瓷复合材料的力学性能测试和显微组织分析

2.5 本章小结

3 Ti(C0.7N0.3)-Ni3Al金属陶瓷制备及组织性能研究.

3.1 引言

3.2 试验方法

3.3 实验结果与分析

3.4 本章小结

4. Ti(C1-x,Nx)-Ni/Ni3Al金属陶瓷组织和性能

4.1 引言

4.2 实验方法

4.3 实验结果与分析

4.4 本章小结

5. 全文总结

5.1 本文主要结论

5.2 本文主要创新之处

5.3 展望

致谢

参考文献