Cr和Cr3 C2添加對(duì)Ni3 Al粘結(jié)TiC基金屬陶瓷顯微組織與力學(xué)性能的影響.pdf

1、金屬間化合物Ni3Al以其高硬度、高熔點(diǎn)、優(yōu)異的抗氧化性和耐腐蝕性，以及強(qiáng)度在950℃以內(nèi)與溫度的正相關(guān)性等性能而受到專家學(xué)者們的大量關(guān)注。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外關(guān)于Ni3Al用作硬質(zhì)合金和金屬陶瓷粘結(jié)劑的研究也逐漸深入。本文以Ni粉和Al粉為原料，采用機(jī)械合金化法制備Ni3Al粉末，再采用傳統(tǒng)的粉末冶金方法，制備出Ni3Al粘結(jié)TiC基金屬陶瓷。最后使用環(huán)境掃描電子顯微鏡（ESEM）及其附帶的能譜儀（EDS）、XRD衍射儀等分析測(cè)試系統(tǒng)，研究

2、了Cr和Cr3C2添加對(duì)Ni3Al粘結(jié)TiC基金屬陶瓷微觀組織、力學(xué)性能與耐蝕性的影響。
　　在背散射電子模式下的SEM觀察表明，金屬陶瓷由TiC硬質(zhì)相顆粒和Ni3Al粘結(jié)相組成，且硬質(zhì)相顆粒由黑色芯相和薄的白色環(huán)形相組成。隨著Cr和Cr3C2含量增加，環(huán)形相逐漸變得完整，且厚度逐漸增加。SEM/EDS分析表明，芯相為TiC，環(huán)形相為(Ti,W,Mo,Cr)C固溶體，Ni3Al粘結(jié)相中固溶了少量Cr和Mo等元素。
　　隨著C

3、r含量的增加，金屬陶瓷的抗彎強(qiáng)度和硬度先增大后減小，其斷裂韌性整體上也表現(xiàn)為類似的變化趨勢(shì)。這是由于Cr的添加有利于形成環(huán)形相，導(dǎo)致燒結(jié)時(shí)的溶解析出過(guò)程受到環(huán)形相的的抑制，因此細(xì)化了金屬陶瓷晶粒。當(dāng)Cr添加一定量后超出金屬陶瓷固溶度，增加了成分不均勻性，反而促進(jìn)了金屬陶瓷晶粒異常長(zhǎng)大，兩種因素相互制約。Cr3C2的添加對(duì)金屬陶瓷強(qiáng)度的影響與添加Cr后的作用類似，但其斷裂韌性在中間會(huì)有一個(gè)短暫的上升，這與Cr3C2中碳含量增加引起的孔洞鈍

4、化有關(guān)。當(dāng)Cr含量為1wt.％時(shí)，金屬陶瓷經(jīng)1485°C燒結(jié)后具有良好的綜合力學(xué)性能，抗彎強(qiáng)度為1547MPa，洛氏硬度為88.6HRA，斷裂韌性HV30為12.3MPa.m1/2。
　　對(duì)比Cr以及Cr3C2添加后Ni3Al粘結(jié)TiC基金屬陶瓷的極化曲線可以發(fā)現(xiàn)，其呈現(xiàn)兩個(gè)“鈍化區(qū)”，且只有第一個(gè)鈍化區(qū)間才是真正的鈍化區(qū)間，而第二個(gè)鈍化區(qū)間的電流密度較大，為“偽鈍化”區(qū)間。添加少量Cr與添加Cr3C2后對(duì)自腐蝕電流密度在一條直線