碳化钛钒增强铁基复合材料的微观组织与机理研究.pdf

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碳化钛钒增强铁基复合材料的微观组织
与机理研究

胥宏1,伏思静2
(1.成都电子机械高等专科学校成人教育学院,四川成都610031;2.成都电子机械高等专科学校机械工程系,四川
成都610031)

摘要：采用粉末冶金与原位合成相结合的方法制备了(Ti，V)C/Fe基复合材料,用X射线衍射、扫描电镜研
究了该复合材料的物相结构和显微组织。结合热分析和高温X射线衍射，对Fe-Ti-V-C体系的反应机理进行研
究。结果表明：反应合成的复合材料的相组成为(Ti，V)C和α-Fe，细小的球状(Ti，V)C颗粒均匀分布在珠光体基
体上。Fe-Ti-V-C体系的反应机理为，首先在765.7℃发生Fe的同素异构转变，即α-Fe→γ-Fe，以及钒的碳化反应
其次在与共熔而形成低共熔体在与反应生成最
FeV+C=VC+Fe；1058.5℃，TiFeTi2Fe；1140.4℃，CTi2FeTiC；
后,随着温度的继续升高，TiC和VC形成了(Ti，V)C固溶体。
关键词：粉末冶金；原位反应；(Ti，V)C/Fe基复合材料；反应机理
中图分类号：TB333文献标识码：A文章编号：1001-3814(2009)14-0085-04
StudyonMicrostructureandReactionMechanismof(Ti,V)C/FeComposite
ProducedbyIn-situSynthesis
XUHong1,FUSijing2
(1.SchoolofAdultEducation,ChengduElectromechanicalCollege,Chengdu610031,China;2.MechanicalEngineering
Department,ChengduElectromechanicalCollege,Chengdu610031,China)
Abstract：(Ti,V)C/FecompositewaSproducedbyanovelproceSSwhichcombinedinSituSyntheSiSwithpowder
metallurgytechnique.ThemicrOStructureofthe(Ti,V)C/FecompositewaSStudiedbySEMandXRD;withthehelpof
DTAandhigh-temperatureX-raydiffraction,thereactionmechaniSmoftheFe-Ti-V-CSyStemwaSdiScusSed.The
reSultSShowthattheSyntheSizedcompositeconsiStSof(Ti,V)CparticleSandα-FeusedaSthebinderphaSe;fine
Spherical(Ti,V)CparticleSexhibithomogeneousdiStributioninthepearlitematrix.ThereactionmechaniSmiSaSfollow:

allotropicchangeofα-Feα→γ-FeandthereactionFeV+C→Fe+VCat765.7℃;thecompoundTi2FewaSformatedat

1058.5℃becauseoftheeutecticreactionbetweenTiandFe;reactionbetweencarbonandmeltedTi2FecauseS
formationofTiCat1140.4℃;(Ti,V)CwaSformatedduetOtheriSeintemperature.
Keywords：powdermetallurgy;in-Situreaction;(Ti,V)C/Fecomposite;reactionmechaniSm

现代工业的高速发展迫切需要在高温、高速、较成熟的方法：外加增强颗粒法和原位反应合成
耐磨损条件下的结构件，如发动机的凸轮轴、挺法。后者有着增强相颗粒细小、在基体中分布均
杆、气门阀座、高速轧机的轧环、导向轮和轧辊等。匀、颗粒表面不受污染、与基体润湿性及结合力好
现有的钢铁材料及其合金越来越难以满足需要，等优点。因此，日益受到国内外学者的重视[1]。
颗粒增强钢铁基复合材料成为近年来新材料开发VC和TiC都具有面心立方结构，且点阵常
的热点。颗粒增强钢铁基复合材料的制备有两种数很接近，它们皆表现出高熔点、高硬度、高模量
等相似的物理化学性能，并且与铁的相容性好，因
而都是钢铁基复合材料的理想增强体然而目前
收稿日期:2009-02-27。，
作者简介:胥宏(1970-),男,四川盐亭人,副教授,