魏仕烽
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冯可芹
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陈洪生
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张瑞
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张光明
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邓伟林
材料热处理学报
采用Gleeble-3500D热模拟机在电场下原位合成Fe-Cu-TiC复合材料,同时在真空炉中分别采用原位合成法及外加TiC颗粒法制备Fe-Cu-TiC复合材料,并对3种方法制取的Fe-Cu-TiC复合材料的显微组织结构及性能进行了对比研究。结果表明：相比真空炉原位合成法,电场作用下Fe-Cu-Ti-C体系能够在较低的温度（754℃）下实现合成反应且反应更加完全;电场下合成试样的相对致密度及显微硬度均高于真空炉下原位合成的试样。在真空炉内原位合成试样时,由于Ti与C反应不完全,生成的TiC颗粒增强相较少,导致其显微硬度低于外加颗粒法制取的试样;当最高加热温度为1000℃时,在真空炉中采用原位合成法及外加颗粒法制得试样的相对致密度没有明显差异。
关键词:
Fe-Cu-TiC
,
电场
,
原位
,
外加颗粒
张瑞
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冯可芹
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孟军虎
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张光明
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王海波
稀有金属材料与工程
以配料比为15％(Ti+C)-65％Fe-20％Cu(质量分数)(Ti∶C化学计量比为1∶1)的Fe-Cu-Ti-C体系为研究对象,研究该体系在不同温度下的燃烧合成过程.Fe-Cu-TiC复合材料在759℃的点火温度下完成电场辅助燃烧合成,该电场辅助由Gleeble-3500D热模拟机提供.Fe-Cu-Ti-C体系燃烧合成的四步模型被提出,描述了Fe-Cu-TiC复合材料的在电场作用下的燃烧合成过程.它包括(Ⅰ)预热阶段、(Ⅱ)固相扩散阶段、(Ⅲ)燃烧合成阶段、(Ⅳ)后续阶段.从阶段Ⅰ到阶段Ⅱ,反应物原子的固相扩散随着温度的增加而增加.从阶段Ⅱ到阶段Ⅲ,C原子扩散到Ti原子,直至紧密的与其接触.在Ⅲ的初始阶段,Ti开始和C在界面处发生反应:Ti(s)+ C(s) =TiC(s),并且Ti粒子周围形成一层很薄的固相产物TiC层.在Ⅲ的后续阶段,C原子穿过固相产物TiC层,扩散到Ti粒子中,继续发生化学反应,直到TiC粒子析出.在第Ⅳ阶段,TiC颗粒逐渐的形核和长大,在SEM中可以看出TiC是球形颗粒.
关键词:
燃烧合成
,
Fe-Cu-TiC
,
电场
,
固相扩散
