Fe-C-Ta三元系相關(guān)系及相關(guān)性能的研究.pdf

1、鉭與鋼中的碳、氮具有極強(qiáng)的親和力，所形成的碳化物及氮化物相當(dāng)穩(wěn)定，對材料的性能有很強(qiáng)的改善作用。粉末冶金高速鋼是優(yōu)異的工具鋼材料，在切削工業(yè)中應(yīng)用廣泛。在粉末冶金高速鋼中加入鉭，將會(huì)顯著提高合金的耐磨性。然而，粉末冶金高速鋼中所含合金元素眾多，Ta在其中的作用會(huì)受到影響。因此，本工作針對Fe-C-Ta三元系，從相圖和性能兩方面對其進(jìn)行探索，以期更準(zhǔn)確的探究Ta在粉末冶金高速鋼中所起的作用，為今后粉末冶金高速鋼的發(fā)展提供一定的參考依據(jù)。<

2、br>　　采用差熱分析（DTA）測定了Fe-C-Ta三元系中Fe-xC-0.1Ta和Fe-xC-0.5Ta兩個(gè)垂直截面，并選取Fe-2.93C-0.1Ta和Fe-2.31C-0.5Ta兩種合金，對其相變過程進(jìn)行了分析。利用 CALPHAD方法，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對該體系的相關(guān)系進(jìn)行了熱力學(xué)優(yōu)化。結(jié)果表明，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。該體系富鐵角的液相面投影存在四個(gè)四相恒溫反應(yīng)：Liquid+bcc? fcc+TaC，Liquid?bcc+F

3、e2Ta+TaC，Liquid?Fe3C+TaC+fcc，Liquid+Ta2C?TaC+Fe2Ta，反應(yīng)溫度分別為1443.26℃、1413.90℃、1122.42℃及1508.64℃。
　　利用掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)及計(jì)算機(jī)圖形處理軟件PHOTOSHOP等分析手段對合金的組織及物相進(jìn)行分析與鑒定，研究了Fe-C-Ta合金組織受成分及熱處理工藝的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)鑄態(tài)合金包括TaC和α-Fe兩相組織，主要呈網(wǎng)狀和針

4、狀兩種類型。熱處理可以消除針狀組織，也可以使網(wǎng)狀物彌散。隨著Ta含量增加，析出物TaC的量增加。初晶TaC很穩(wěn)定，二次TaC隨著熱處理溫度提高和保溫時(shí)間增長，先析出，然后消失。
　　此外，為了研究Fe-C-Ta合金的力學(xué)性能及高溫抗氧化性能，對合金進(jìn)行了洛氏硬度測試和抗氧化性實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在設(shè)定的合金成分范圍內(nèi)，鑄態(tài)合金的硬度處于31.4~38HRC范圍內(nèi)，經(jīng)過熱處理之后的硬度處于55~65.6HRC。合金的氧化層分為三層，在氧