鐵基表面鑄滲SiC陶瓷穎粒的技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、本文采用V-EPC法鐵基(鑄鋼、鑄鐵)/陶瓷顆粒(SiC)鑄滲技術(shù)，形成不同組織特征鑄滲復(fù)合層，通過改變工藝條件，探討鑄滲復(fù)合層的組織組成、相結(jié)構(gòu)特征，并分析了不同條件下組織形成機(jī)制。研究結(jié)果表明：
　　 1.鐵基材料表面鑄滲SiC陶瓷顆粒的過程中，SiC顆粒在高溫發(fā)生分解，使鑄滲區(qū)周圍的基體組織中C、Si含量大幅度增加，導(dǎo)致鑄滲層組織中容易出現(xiàn)片狀石墨，致使復(fù)合層抗磨損性能下降。抑制SiC鑄滲區(qū)內(nèi)組織的石墨化將是制備耐磨復(fù)合材

2、料過程中關(guān)鍵的一步。
　　 2.SiC顆粒分解是一個由表面向心部逐漸分解的過程，在這個過程中，SiC顆粒表面首先與金屬液接觸，分解成Si、C原子向金屬液基體中擴(kuò)散，硅固溶于鐵中形成置換型固溶體，其擴(kuò)散激活能比形成間隙式固溶體的碳的擴(kuò)散激活能大，因而硅原子擴(kuò)散速度要小于碳原子，所以在分解區(qū)域內(nèi)形成了硅的濃度梯度。
　　 3.SiC在含鉻4.2％的鑄鋼試樣中，邊部鑄滲區(qū)內(nèi)形成了大量的網(wǎng)狀碳化物，鑄滲合盒層區(qū)組織硬度顯著提高。

3、這主要是因為鉻是強(qiáng)碳化物生成元素，SiC分解出來的C與基體中鉻結(jié)合在鑄滲區(qū)內(nèi)形成了大量的碳化物(M23C6C、M7C3和M3C)，從而抑制了鑄滲區(qū)內(nèi)石墨相的析出。
　　 4.在灰鑄鐵基體中鑄滲SiC顆粒，得到了顆粒分解不完全而產(chǎn)生的殘存SiC粒子?；诣T鐵基體中含Si量為1.6％，C量為3.2％，與鋼基體相比，從化學(xué)平衡角度看，灰鑄鐵基體中高的硅、碳含量能減緩SiC在鐵水中的分解反應(yīng)，一定程度上抑制了SiC的分解。