WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料的研究

摘要

本论文以目前高锰钢铸件在中、低应力条件下，不能充分加工硬化，耐磨性表现不足为研究背景。将一定粒度的铸造WC颗粒、高碳铬铁粉、脱水硼砂按不同比例配制成混合粉末，加入适量的粘结剂制成合金粉末涂料。将配制好的合金粉末涂料在液压制样机上压制成合金粉末块；或者将配制好的合金粉末涂料制成多孔状预制合金粉末块。将各种不同类型的合金粉末块烘干后贴附在EPS模样上，外挂防粘砂耐火涂料，最后采用V-EPC工艺浇注高锰钢熔液，制备出的WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料。
　　论文研究了压片的处理方式、铸造WC的加入量、铸造WC的粒度变化、高碳铬铁粉的粒度变化和复合层的相对厚度对表面复合材料组织的影响。利用光学显微镜、扫描电镜及其能谱仪、XRD衍射仪分析研究了复合层的显微组织结构。采用显微硬度计测试了复合层的显微硬度，说明了复合层显微组织的变化规律；最后，对复合材料表面复合层的强化机理进行了探讨。
　　研究结果表明：制备的典型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、WC颗粒、枝杆状碳化物和其他类型的合金碳化物组成； WC颗粒较为均匀的分布在复合层基体上；基体与复合层形成良好的冶金结合；制备的典型复合材料复合层中的WC显微硬度约为2005HV；枝杆状碳化物的显微硬度约为1750HV；鱼骨状碳化物的显微硬度约为1450HV；采用多孔预制合金粉末块制备的复合材料的界面结合质量比预制压块法的好；随着 WC的加入量的增加，复合层与基体间的界面结合质量下降；WC的加入量越少，WC的溶解越严重， WC的加入量控制在55vol.％左右为佳；选用20~30目、50~100目的这两种不同粒度的WC做增强颗粒而制备的复合材料，WC都不同程度的发生了溶解；WC颗粒越大，复合层组织中二次析出的碳化物颗粒越粗大；复合材料的相对厚度δ值越大，合金层与基体的结合度越好，复合层的质量越好。

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引 言

1 文献综述

1.1 颗粒增强钢（铁）基复合材料的研究现状及今后的发展方向

1.2 颗粒增强钢（铁）基表面复合材料的研究现状及今后的发展方向

1.3 颗粒增强钢（铁）基表面复合材料的研究现状及今后的发展方向

1.4 WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料的研究现状及今后的发展方向

2 论文的研究目的和意义

2.1 研究目的

2.2 研究意义

3 实验材料及实验方法

3.1 实验材料

3.2 实验方法及步骤

3.3 实验分析及检测方法

4 实验结果及分析讨论

4.1 WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料的组织结构

4.2 预制合金块的处理方式对表面复合材料复合层组织的影响

4.3 WC的加入量对复合层组织的影响

4.4 WC颗粒的变化对复合层组织的影响

4.5 高碳铬铁粉的粒度变化对复合层组织的影响

4.6 相对厚度对复合层组织的影响

4.7 本章小结

5 WC颗粒增强高锰钢基表面复合材料复合层的形成机理

5.1 铸造WC发溶解与析出

5.2 V-EPC制备表面复合材料的形成机理

5.3 表面复合层形成过程中的传热与传质

5.4 本章小结

结 论

参考文献

在学研究成果

致谢