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问题:[题]

题目:铝热快速凝固工艺合成高强TiC/FeNiCr复合材料

铝热合成反应工艺简单、成本低、效率高、节能环保,反应一经点燃便能自行维持,不需要外部提供能量,是复合材料合成的新工艺。在金属基复合材料的制备工艺中,常涉及到增强体与基体的复合及增强体不受污染的问题。铝热反应是在铝热反应过程中原位合成增强体,因此复合材料中的增强体可以避免受到污染。在国内外采用原位自生法合成金属基复合材料,大都采用高温熔体注入的方法,这种方法能耗高且增强体易团聚。直接用铝热燃烧法并结合快速凝固工艺制备金属基复合材料少有报道。基于此,本文根据铝热合成反应原理,结合快速凝固工艺制备出高强TiC/FeNiCr复合材料及FeNiCr合金。并对制备工艺及复合材料性能进行了研究。 通过热力学计算表明,铝热剂中Ti、C摩尔比为1:1时,产物中就可以生成TiC陶瓷相。并通过实验得出,当铝热剂中(Ti+C)的质量百分含量为8%时,复合材料中的组织与性能最好。采用铝热快速凝固工艺制备的TiC/FeNiCr复合材料组织细小,TiC呈多边形形状均匀分布在合金基体中,TiC陶瓷相晶粒尺寸约为2-3μm,金属相晶粒大小为6-8µm 。TiC陶瓷相与金属相结合紧密。在不含TiC的FeNiCr合金中,组织为连续的柱状晶,其柱晶宽度为5-8µm。TiC陶瓷相对复合材料具有很好的晶粒细化及强化作用,TiC/FeNiCr的压缩断裂强度及形变率分别为2766 MPa及25%,远大于FeNiCr合金及部分Fe基非晶材料。 铝热剂中(Ti+C)的含量对 TiC/FeNiCr复合材料的影响规律是:随着铝热剂中(Ti+C)的含量增加,复合材料的晶粒尺寸先减小后增大,材料的强度先增大后减小,塑性先是得到改善,后又随(Ti+C)的含量增加而变差。但复合材料的显微硬度一直随(Ti+C)的含量的增加而增加,到达一定的范围后不再发生大的改变。

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