【摘 要】
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Mo_2FeB_2基金属陶瓷因具有较高的硬度、强度等优异的性能,在工模具行业有较为广泛的应用。本文以Mo、Fe、FeB及其它添加剂为原料在真空烧结炉中制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷。研究了Mo_2FeB_2基金属陶瓷固相烧结机理,烧结工艺对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织和性能的影响以及Ti(C,N)、Ti C的添加对Mo_2FeB_2基金属陶瓷组织和性能影响的探索。研究了Mo_2FeB_2基金
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Mo2FeB2基金属陶瓷因具有较高的硬度、强度等优异的性能,在工模具行业有较为广泛的应用。本文以Mo、Fe、FeB及其它添加剂为原料在真空烧结炉中制备Mo2FeB2基金属陶瓷。研究了Mo2FeB2基金属陶瓷固相烧结机理,烧结工艺对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响以及Ti（C,N）、Ti C的添加对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能影响的探索。研究了Mo2FeB2基金属陶瓷在固相烧结过程物相和显微组织的变化规律。结果表明随着烧结温度的升高,主要发生两步反应。600℃至700℃过程发生反应生成Fe2B,700℃至950℃过程发生反应生成Mo2FeB2,而且在950℃时Mo2FeB2已基本反应完全。Mo2FeB2基金属陶瓷的固相烧结过程中,随着温度的逐渐升高,其体积会先出现较小的热膨胀,然后随着反应的进行,颗粒与颗粒之间形成烧结颈并逐渐长大,气孔由不规则形状变成隧道形状,继续升高温度,气孔封闭变成孤立的闭气孔,孔隙慢慢变小,烧结体逐渐收缩而致密。研究了烧结条件对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明随着温度的升高,组织中硬质相逐渐长大成形,孔隙逐渐排出,在1160℃时烧结试样基本完全致密,组织分布较均匀,金属陶瓷的综合力学性能最好。继续升高温度,由于Mo2FeB2的各向异性会导致Mo2FeB2硬质相沿c轴方向柱状生长。研究了Ti（C,N）、Ti C的添加对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明Ti（C,N）的加入使得Mo2FeB2基金属陶瓷硬质相颗粒呈现不规则生长,而且组织中各相团聚现象严重,组织分布不均匀,导致了大量孔隙的出现,因此添加Ti（C,N）固溶体会降低Mo2FeB2基金属陶瓷的性能。当添加1%的Ti C可以使得Mo2FeB2基金属陶瓷硬质相晶粒细化,组织更加均匀,主要原因是细小的Ti C颗粒弥散分布于基体,对Mo2FeB2基金属陶瓷进行弥散强化,使得组织比较均匀;另一方面由于Ti C作为形核剂促进Mo2FeB2形核,主要分布在Mo2FeB2晶粒的边界阻碍了其晶粒的继续长大。当增大Ti C的添加量并提高烧结温度,以Ti C和Mo2FeB2作为双陶瓷相的研究中,在烧结温度达到1340℃以后,组织中可以明显的看到Ti C的环形相的存在,小颗粒固溶到Mo2FeB2硬质相中,大颗粒在Mo2FeB2硬质相边界。由于Ti C环形相在晶粒边界的形核长大严重影响了Mo2FeB2硬质相长大,从而导致其形貌从等轴状向不规则形状的转变。
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