论文部分内容阅读
Mo2FeB2基金属陶瓷综合性能优异且原料成本较低,在制造业有着广阔的应用前景。本文运用了X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)等测试手段探索了其两步法烧结工艺、晶粒生长抑制剂对其显微组织和力学性能等的影响,并研究了Mo2FeB2基金属陶瓷高温氧化行为及氧化机理。本文综述了近阶段Mo2FeB2基金属陶瓷的发展概况和研究进展。对细晶粒Mo2FeB2基金属陶瓷的制备技术、相变过程、晶粒生长抑制剂对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能影响进行了总结;简述了材料高温氧化及研究测试方法。本文首先对Mo2FeB2基金属陶瓷两步法烧结工艺进行了系统研究,得到了优化的烧结工艺。结果表明,最优两步法烧结工艺为第一步温度T1为1160℃,保温时间为30min,第二步温度为1080℃,保温时间为20h。最终制备出的金属陶瓷晶粒尺寸为1.21μm,抗弯强度为2039.5MPa,硬度为90.2HRA。研究了Mo2FeB2基金属陶瓷在两步法烧结工艺过程中相变和显微组织演变规律。结果表明,金属陶瓷在两步法烧结过程中会依次出现Fe2B相、Mo2FeB2相、液相L1。Mo2FeB2相主要是通过Mo和Fe2B的固相反应生成。T1烧结阶段结束后烧结体达到一定的致密度,且硬质相颗粒分布均匀。T2烧结阶段烧结体通过晶界扩散消除气孔,同时抑制晶粒生长。研究了Cr3C2和VC对此前两步法烧结制备的Mo2FeB2基金属陶瓷组织和性能的影响。结果表明,Cr3C2对Mo2FeB2基金属陶瓷的细化作用不明显。VC的细化效果较好,当VC添加量为0.4wt%时,金属陶瓷的组织均匀细小且力学性能佳,其抗弯强度为2295.2MPa,硬度为90.5HRA。研究了Mo2FeB2基金属陶瓷的高温氧化行为及其氧化机理。在750℃恒温空气中氧化100h后, Mo2FeB2基金属陶瓷单位面积氧化增重为25.17×10-4g·cm-2,氧化速率常数为7.88×10-5mg2·cm-4·h-1,氧化行为遵循抛物线规律。