【摘 要】
：
钢铁材料具有优良的综合性能,高碳钢作为应用最为广泛的一类工模具钢具有良好的强度、硬度与耐磨性,但日益严苛的工作环境要求其提高强度的同时增强抗弯能力,减少断裂失效,因此对于高碳钢的强韧化改善具有重要的现实意义。本文以T10钢片、铌粉、石墨粉、铁粉为原料,通过球磨混粉与冷压成型得到增强层,再与钢片进行原位热压烧结（1220℃ × 6 h）制备出NbC/Fe增强钢基层状复合材料,实现了颗粒富集的NbC硬
【基金项目】
：
国家自然科学基金面上项目（No.51974242）； 国家自然科学基金重点项目（U20A20235）； 陕西省重点研发和发明计划（No.2017ZDXM-GY-032）；
论文部分内容阅读
钢铁材料具有优良的综合性能,高碳钢作为应用最为广泛的一类工模具钢具有良好的强度、硬度与耐磨性,但日益严苛的工作环境要求其提高强度的同时增强抗弯能力,减少断裂失效,因此对于高碳钢的强韧化改善具有重要的现实意义。本文以T10钢片、铌粉、石墨粉、铁粉为原料,通过球磨混粉与冷压成型得到增强层,再与钢片进行原位热压烧结（1220℃ × 6 h）制备出NbC/Fe增强钢基层状复合材料,实现了颗粒富集的NbC硬质团与层状结构的可控制备。研究了不同时间、不同铌碳比对NbC/Fe增强钢基层状复合材料中Nb颗粒反应过程与物相的影响;二次正火热处理对NbC/Fe增强钢基层状复合材料的弯曲性能影响并对NbC硬质团形成过程中的组织演变规律、形成机制以及弯曲性能、增韧机制进行探究。研究结果表明:（1）NbC/Fe增强钢基复合材料中的物相组成主要为NbC和α-Fe,NbC/Fe增强层中的组织为铁素体和珠光体。在足碳反应过程中,可以观察到三层特征结构,分别是Laves相Nb2C,NbC/富铁区,NbC/贫铁区,主要物相为α-Fe、Nb、NbC;在贫碳反应过程中;也出现了三层微观特征,为别是Laves相Nb2C、NbC与少量铁、Laves相Fe2Nb,主要物相为α-Fe、Nb、NbC及Fe2Nb。NbC硬质团的形成表现为NbC/Nb的界面不断向Nb核中心推进。（2）经过正火处理后,三层复合材料的最大抗弯强度为1609.5MPa,最大挠度为0.79mm;五层复合材料的最大抗弯强度为2054.41MPa,最大挠度为0.79mm。同正火T10钢比较,三层复合材料的抗弯强度提高了约1.34倍,挠度也提高约1.34倍;五层复合材料的抗弯强度提高了约1.41倍,挠度也提高约1.16倍。（3）层状复合材料的韧化机制为:界面的分层开裂、主裂纹及次裂纹遇到NbC硬质团会发生裂纹钝化以及裂纹偏转;在NbC/Fe增强层中,铁素体出现裂纹桥接,次裂纹分散成大量微裂纹,裂纹扩展路径增加,吸收大量能量,提高了复合材料的断裂功,实现了复合材料的强韧性改善。
其他文献
麦秸秆是我国十分丰富的生物质资源,将其用于制备植物纤维复合材料是一种环保且经济的高值化利用方式,而对麦秸秆复合材料各项性能的探究与改性增强有助于扩大其应用范围,在植物纤维循环与资源化利用、绿色环保及新材料开发等方面具有长远的现实意义。本论文以麦秸秆纤维（WSF）与高密度聚乙烯（HDPE）为原料,通过熔融共混与立式注塑工艺制备WSF/HDPE复合材料。系统分析了不同目数WSF的纤维形态、化学结构、结
将聚合物与生物质结合形成杂化物或偶联物是有机/有机系统的创新,在传感器、医学和材料科学等方面具有重要前景。聚吡咯因具有较高的电导率、环境稳定性好、易于合成、高热稳定性和无毒性等特点,在诸多领域都有潜在的应用前景。但是,聚吡咯薄膜因缺乏粘附性且脆性大很难将其应用到柔性电子传感器件上。同时,聚吡咯沉淀不太稳定的粘附性阻碍其被更好地利用起来。针对此问题,本文提出将具有类淀粉样组装结构的蛋白质聚集体与聚吡
近年来,微结构表面润湿性受到了广泛关注。通过构筑表面微观结构可增强表面润湿性,形成超疏水、超亲水表面,因此,在生活、医药、微生物研究以及微机电系统等领域都有着广泛应用。但微结构表面的流固相互作用十分复杂,对表面制备的精度及其微结构间的浸润观测手段要求十分严苛,实验条件往往难以准确观测其表面的浸润效应,因此,借助数值计算方法对流体浸润行为的研究有着重要的理论指导意义。格子Boltzmann方法是通过
ZTA（氧化锆增韧氧化铝陶瓷）/高铬铸铁复合材料作为大型工况设备中立式磨机、反击式破碎机的磨辊、板锤等耐磨件被广泛应用。由于陶瓷相和金属相的理化性能差异过大,二者润湿性特别差,因此复合材料的界面结合强度非常弱,在外力作用下,界面处极易产生裂纹而发生断裂失效。故本文通过向Al2O3及ZrO2陶瓷粉体中掺杂合金元素Ti、Ni,来改善高温下固/液界面的润湿性、结合强度与元素扩散效果,为ZTA陶瓷/高铬铸
孤立波作为一种良好的信息载体,在无损检测领域拥有广阔的应用前景。本文基于一维颗粒链中的高度非线性孤立波与损伤复合材料板的耦合作用,探究损伤复合材料板的特征参数对回弹孤立波的影响,通过分析孤立波在待测结构表面的反射特性以达到无损检测的目的,具体研究内容如下:（1）研究颗粒链与复合材料层合板的耦合作用:基于Hertz接触定律得到相邻颗粒之间接触力和压缩量的关系,利用经典牛顿定律推导得到了一维均质颗粒链
在经济快速发展,商业繁华及城市化进程加快的过程中,城市用地越来越紧张,各种超高层建筑拔地而起,因此带来的消防隐患问题也日渐突出。超高层建筑受其建筑特点的限制,一旦发生火灾,往往后果极其严重。针对超高层建筑火灾特点和灭火难点,本文结合机械臂良好的运动性能,进行了超高层建筑智能灭火救援系统设计,及其数字动画展示研究,以期对超高层建筑的灭火救援提供参考和借鉴。本文的研究内容如下:（1）对超高层建筑智能灭
本文利用40 μm的AZ91D合金雾化球形粉和单壁碳纳米管（SW-CNTs）,通过高能球磨、往复挤压和正挤压工艺制备了 xSW-CNTs/AZ91D（x=0wt%、0.5wt%、1.0wt%、1.5wt%）复合材料丝材,研究了 SW-CNTs含量对复合材料丝材组织与性能的影响,分析了复合材料的强韧化机制和摩擦磨损机制。利用该丝材通过电弧增材制造技术（Wire arc additive manufa
石墨烯纳米片（Graphene Nanoplatelet,GNP）由于具有超高强度和优异的导热、导电性等特性,在与铜（Cu）及其合金复合制备的铜基复合材料（Copper Matrix Composites,CMCs）不仅有望能够保持Cu基体的导电性,同时能够实现GNP和Cu的协同强化作用,从而满足电子工业领域对高强高导材料的性能要求。然而,如何促进GNP的分散以及改善GNP与Cu之间的润湿性是目前
电子设备和无线通信技术的迅速发展和广泛使用产生了大量的电磁波,不仅影响了设备的运行,而且会对人体健康造成危害。因此,轻量化且高性能的微波吸波材料对于控制电磁污染和保护人体健康来说是必不可少的。作为一种典型的新型二维材料,Ti3C2Tx MXene独特的层状结构、大的比表面积、丰富的天然缺陷和表面官能团使其成为一种很有潜力的微波吸收材料,但其单介电损耗机制和窄吸收带宽限制了其实际应用。为了解决上述问
气液两相混输泵叶顶间隙内的流动对泵的水力性能而言至关重要,较小的间隙能够改善泵的性能,而间隙过大容易导致泵性能下降、压力脉动增强、振动加剧,甚至影响其运行稳定性,因此开展气液两相混输泵叶顶间隙内部流场的研究有重要意义。本文以转速n为3500r/min、流量Q为36.6m3/h的气液两相三级混输泵为研究对象,通过改变叶片宽度,得到了四种叶顶间隙方案:0mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm,利用A