TiC_(P)颗粒增强高铬铸铁复合材料的显微组织和力学性能

摘要

采用粉末冶金法(powder metallurgy,PM)和超固相线液相烧结技术(super solid phase line liquid phase sintering,SLPS)制备出TiC颗粒增强(TiC_(P))+含质量分数20%Cr的烧结高铬铸铁(high chromium cast iron,HCCI)复合材料。利用光学显微镜、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)和X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)研究了TiC颗粒增强相含量(质量分数)对TiC_(P)/HCCI复合材料物相组成、显微组织和力学性能的影响,并开展了后续热处理研究。结果表明:超固相线液相烧结技术制备出的TiC_(P)/HCCI复合材料相对密度均达97%以上,其物相组成为马氏体、奥氏体、M7C3碳化物和TiC。TiC颗粒主要沿着高铬铸铁中金属基体/碳化物界面分布,随着TiC含量增加,复合材料的硬度显著增加,达到HRC 67.2,但冲击韧性却逐步降低,合金断裂机制也由准解理性断裂向沿晶完全解理性断裂转变。经淬火处理后,该类TiC_(P)/HCCI复合材料的硬度可进一步提升至HRC 69.3,有望成为硬度介于高铬铸铁和硬质合金之间的优秀耐磨材料。