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WC颗粒增强高铬铸铁复合材料的制备及其性能研究
WC颗粒增强高铬铸铁复合材料的制备及其性能研究
摘要：
高铬铸铁具有优良的耐磨性和耐蚀性，在多种工具和零件中广泛应用。然而，随着使用环境的不断恶化和对材料性能要求的提高，高铬铸铁的性能仍有进一步提升的空间。本研究通过添加WC颗粒来增强高铬铸铁的性能，并研究了不同WC颗粒添加量对复合材料性能的影响。实验结果表明，适量的WC颗粒能显著提高复合材料的硬度和抗磨性，并且对复合材料的力学性能和耐蚀性能也有一定的改善。本研究为高铬铸铁的进一步改性提供了一种有效的途径。
关键词：高铬铸铁，WC颗粒，复合材料，性能
1.引言
高铬铸铁是一种具有优良耐磨性和耐腐蚀性的铸铁合金材料，广泛应用于机械零件、矿山机械和化工设备等领域。然而，在一些恶劣的使用环境中，高铬铸铁的性能仍然无法满足需求。因此，寻找一种有效的方法来改善高铬铸铁的性能变得尤为重要。
复合材料具有优异的性能和多种合金材料的优点，已在许多领域得到广泛应用。添加适量的颗粒增强相能显著提高复合材料的硬度、抗磨性和抗蚀性，从而提高整体性能。WC颗粒是一种硬度高、熔点高的材料，具有良好的抗磨性和抗腐蚀性能，在增强合金材料中有着广泛的应用。因此，研究WC颗粒增强高铬铸铁复合材料的制备和性能对于改善高铬铸铁材料性能具有重要意义。
2.实验方法
2.1原材料
本实验采用国内产的高铬铸铁作为基底材料，WC颗粒作为增强相。高铬铸铁中Cr含量为25%，C含量为3.5%，Si含量为1.0%，Mn含量为0.5%，Fe为余量。
2.2制备工艺
首先，将高铬铸铁和WC颗粒按照一定比例混合均匀。然后，将混合物放入电炉中进行热处理，熔化和浇注得到试样。最后，对试样进行热处理和退火处理，以获得最终的复合材料。
2.3性能测试
通过硬度测试仪对试样进行硬度测试，通过磨损试验机对试样进行抗磨测试，通过腐蚀试验对试样进行耐蚀性能测试。同时，对试样进行力学性能测试，包括抗拉强度、屈服强度和延伸率的测试。
3.结果和讨论
在不同WC颗粒添加量下，复合材料的性能进行了研究。实验结果表明，适量的WC颗粒能显著提高复合材料的硬度和抗磨性。当WC颗粒添加量为5%时，复合材料的硬度提高了30%。随着WC颗粒添加量的增加，复合材料的硬度和抗磨性逐渐提高，但超过一定添加量后，硬度和抗磨性的提高效果不明显。
此外，添加WC颗粒还能改善复合材料的力学性能和耐蚀性。添加适量的WC颗粒后，复合材料的抗拉强度和屈服强度有所提高，而延伸率略有下降。同时，复合材料的耐蚀性能也有所改善，表明WC颗粒能起到一定的抗蚀作用。
4.结论
本研究通过添加WC颗粒来增强高铬铸铁的性能，并研究了不同WC颗粒添加量对复合材料性能的影响。实验结果表明，适量的WC颗粒能显著提高复合材料的硬度和抗磨性，并且对复合材料的力学性能和耐蚀性能也有一定的改善。因此，WC颗粒增强高铬铸铁复合材料具有很好的应用前景，为高铬铸铁的进一步改性提供了一种有效的途径。
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