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广告经营许可证 | 豫B2- | 增值电信业务经营许可证 豫B2-铸铁基硼化物增强耐磨复合材料的研究--《山东农业大学》2002年硕士论文
铸铁基硼化物增强耐磨复合材料的研究
【摘要】：
为了提高铸件表面的耐磨性，本文研究了合金增强表面耐磨复合材料。铸造时采用铸渗法将由硼铁和高碳铬铁等组成的合金粉与母材熔合在一起，在铸件表面形成致密、均匀的耐磨复合层(或称铸渗层，厚度2～5mm)。用正交试验设计对工艺过程进行优化设计，分析影响耐磨合金层的因素，选择最佳工艺参数，以减少气孔、夹渣等缺陷；在已有研究及试验的基础上确定合金粉成分组成及质量配比。并对铸渗层进行了以下研究：
1．对铸渗层主要合金成分、显微组织及物相进行分析。研究表明，铸渗层中的成分分布不均匀，具有一定的规律性。由于在铸渗层形成过程中合金元素向基体渗透、扩散，由表及里合金元素在渗层中的含量逐渐降低；对铸渗层的组织形貌、相结进行了观察分析，铸渗层存在的相主要有Fe_2B、(Cr，Fe)_7C_3、马氏体、γ-Fe。
2．铸渗层的硬度分布规律及耐磨性分析得出：铸渗层的表层由于距离基体远，获得的热量少熔合质量较差，硬度不是很高。铸渗层中心部位熔合质量好硬度最高，过渡区由表及里随着合金元素含量下降，硬度逐渐下降。通过试验得出铸渗层的耐磨粒磨损性能比灰口铸铁HT200提4～8高倍。
3．对铸渗层的形成过程进行了热力学及扩散动力学分析，对铸造过程中的物理化学反应进行了热力学分析，并对复合材料的界面问题进行了探讨。
4．稀土具有去除氧化物，增加合金元素的扩散速度，净化金属液及晶界，细化复合层晶粒尺寸等作用，稀土的加入提高了铸渗层的各项性能。
5．合金粉表面的氧化膜主要靠Si-Ca合金还原，在物理熔剂NaF能溶解和吸收不能被化学作用的熔剂所中和的高熔点化合物，有利于造渣。
【关键词】：
【学位授予单位】：山东农业大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2002【分类号】：TB331【目录】：
中文摘要5-6
1．1 本课题研究的目的和意义6-7
1．2 本课题研究的现状7-8
1．3 研究内容和拟解决的主要问题8
2 试验材料与方法8-10
2．1 铸渗用合金粉剂及其基体材料8
2．2 试验主要设备8-9
2．3 试验方法9
2．4 铸造工艺过程9-10
3 试验结果及分析10-31
3．1 铸渗用合金粉剂各组分配比的研究10-13
3．1．1 合金粉剂增强组分配方的设计10-12
3．1．2 粘结剂和熔剂的选择12-13
3．2 工艺因素对铸渗层质量的影响13-17
3．2．1 铸渗工艺因素的优选13-16
3．2．2 铸渗层缺陷及影响因素16-17
3．3 铸渗层成分分析及其组织结构17-23
3．3．1 铸渗层成分分析17-18
3．3．2 铸渗层的组织形貌18-21
3．3．3 铸渗层超细结构分析21-23
3．4 铸渗层的耐磨粒磨损性能23-31
3．4．1 铸渗层的硬度分布规律23-24
3．4．2 铸渗层在磨粒磨损机制下的磨损特性24-28
3．4．2．1 磨损试样的制备24-25
3．4．2．2 试验方法25-26
3．4．2．3 载荷与磨损率的关系26-27
3．4．2．4 滑动距离与铸渗层磨损失重的关系27-28
3．4．3 铸渗层的磨粒磨损机理28-31
4 对铸渗层形成过程的探讨31-41
4．1 铸渗机理31-37
4．1．1 铸渗层形成过程31-32
4．1．2 铸渗过程动力学分析32-34
4．1．3 扩散的微观机制34-35
4．1．4 合金粉颗粒的熔化机制35-36
4．1．5 凝固过程分析36-37
4．2 合金粉表面氧化膜的去除及造渣37-40
4．2．1 金属表面氧化膜的去除37-39
4．2．2 铸渗的造渣过程39
4．2．3 稀土的作用39-40
4．2．4 熔剂（NaF）的作用40
4．3 铸渗法制造复合材料的界面问题40-41
5 铸渗工艺在铸件上的应用41-42
6 结论42-43
参考文献43-46
英文摘要46-47
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