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原位生成NbC陶瓷增强铁基复合材料的研究
Study on in-situ formation of NbC ceramic reinforced iron matrix composites
魏俊哲,白海强,许云华
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作者单位:西安理工大学 材料科学与工程学院,陕西 西安710048
中文关键字:原位反应;铁基复合材料;NbC/Fe陶瓷层;显微硬度
英文关键字: in-situ reaction; iron matrix composites; NbC/Fe ceramic layer; microhardness
中文摘要:通过采用原位反应思想与两步法热处理工艺相结合的方法,使铌丝提供的铌原子与灰口铸铁中石墨提供的碳原子发生原位反应,制备出NbC增强铁基复合材料。采用XRD、SEM、TEM等检测手段对复合材料的物相组成与组织结构进行分析,利用显微硬度计对复合材料进行硬度与显微压痕形貌的观察,并对压痕裂纹进行分析。研究表明:通过原位反应成功制备出了NbC增强铁基复合材料,该复合材料的主要物相组成为α-Fe、Nb、NbC、G。NbC/Fe陶瓷层的厚度约为242 ± 3 μm,NbC/Fe陶瓷层与Nb丝、铁基体之间呈现良好的冶金结合。NbC陶瓷颗粒形貌为标准的立方体,NbC/Fe陶瓷层的显微硬度是铁基体的3-4倍。
英文摘要:NbC reinforced iron matrix composite was prepared by in-situ reaction of niobium atoms provided by niobium wire and carbon atoms provided by graphite in gray cast iron.XRD, SEM, TEM and other detection methods were used to analyze the phase composition and structure of the composite material. Microhardness tester was used to observe the hardness and micro-indentation morphology of the composite material, and the indentation crack was analyzed. The results showed that NbC reinforced iron matrix composites were successfully prepared by in-situ reaction. The thickness of NbC/Fe ceramic layer is about 242 ± 3 microns, which shows good metallurgical bonding between NbC/Fe ceramic layer and Nb wire and iron matrix. The morphology of NbC ceramic particles is a standard cube, and the microhardness of NbC/Fe ceramic layer is 3-4 times that of iron matrix.
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