Ni/W/C粉等离子原位冶金生成粗晶碳化钨复合材料的性能

doi:10.11901/1005.3093.2015.497

材料研究学报

2017, Vol. 31

Issue (2): 117-122 DOI: 10.11901/1005.3093.2015.497

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Ni/W/C粉等离子原位冶金生成粗晶碳化钨复合材料的性能

赵健^1,²(

),刘宁²,田成海³,姬强³,李惠琪¹,王淑峰¹,迟静¹,李建楠¹

1 山东科技大学材料科学与工程学院青岛 266590
2 山东科技大学电气与自动化工程学院青岛 266590
3 青岛海纳等离子科技有限公司青岛 266590

Property of Composite with Coarse Grain WC Prepared by Plasma In-situ Metallurgy of Ni/W/C Powder

Jian ZHAO^1,²(

),Ning LIU²,Chenghai TIAN³,Qiang JI³,Huiqi LI¹,Shufeng WANG¹,Jing CHI¹,Jiannan LI¹

1 College of Materials Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China
2 College of Electrical Engineering and Automation, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China
3 Qingdao Haina Plasma Technology Co., Ltd, Qingdao 266590, China

引用本文:

赵健,刘宁,田成海,姬强,李惠琪,王淑峰,迟静,李建楠. Ni/W/C粉等离子原位冶金生成粗晶碳化钨复合材料的性能[J]. 材料研究学报, 2017, 31(2): 117-122.
Jian ZHAO, Ning LIU, Chenghai TIAN, Qiang JI, Huiqi LI, Shufeng WANG, Jing CHI, Jiannan LI. Property of Composite with Coarse Grain WC Prepared by Plasma In-situ Metallurgy of Ni/W/C Powder[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2017, 31(2): 117-122.

全文: PDF(3861 KB) HTML

摘要:

以Ni/W/C为粉末原料用等离子原位冶金法制备了大颗粒WC合金球钉增强Q345耐磨钢板,用扫描电镜(SEM)、电子探针(EMPA)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计等对球钉的组织成分、物相组成以及显微硬度进行表征,研究了这种大颗粒碳化钨复合材料的性能。结果表明：对于不同的粉末比例,40%Ni含量的球钉表面成型光亮、致密,与基体板的结合力强,内部的WC大颗粒分布均匀,其平均尺寸约为80 μm,最大尺寸约为100 μm,基体相为(Fe,Ni),还有网格状的Ni₁₇W₃和(Fe,Ni)共晶组织。球钉的平均显微硬度为1183.517HV_0.1,大颗粒WC的显微硬度最大值为2078HV_0.1。

关键词 ：金属材料, 等离子原位冶金, 粗晶碳化钨, 显微硬度, 金相组织

Abstract：

Ball-studs with coarse grained WC were prepared on Q345 steel plateby in-situ plasma metallurgy method with powder mixtures of Ni/W/C as raw material on. The microstructure, composition, phase constituent and microhardness of the ball-studs were characterized by means of SEM, EMPA, XRD and microhardness tester. The results show that among others, the powder mixture with 40% Ni could produce the most desirable ball-studs with brighter surface, higher compactness and stronger adhe sive to the substrate; coarse granules of WC with an average size ca 80μm evenly distributed in the inner portion of the ball-stud matrix of (Fe,Ni); meanwhile, the network-pattern eutectic structure of Ni₁₇W₃ and (Fe, Ni) can be detected. The average microhardness of ball-stud is 1183.517HV_0.1, while the microhardness of the coarse grain of WC is 2078HV_0.1.

Key words： metallic materials plasma in-situ metallurgy coarse grain WC microhardness metallographic structure

收稿日期: 2016-01-28

基金资助:国家高技术研究发展计划(2015AA034404),青岛市技术创新平台建设计划(14-7-2-42-gx)和山东科技大学科研创新

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图1 Ni/W/C粉试样

表1 Ni/W/C粉末含量配比

表2 等离子原位冶金实验参数

图2 等离子原位冶金示意图

图3 含Ni量不同的三种等离子原位冶金试样的宏观形貌图

图4 试样结合区附近合金球钉的显微组织(Ni40%,200倍)

图5 含Ni量不同的三种等离子原位冶金试样的显微组织图

图6 含Ni量不同的三种等离子原位冶金试样的XRD分析结果

图7 W-Fe-C 三元相图

表3 不同物相EDS分析结果原子个数百分比

表4 不同物相显微硬度平均值

图8 试样显微硬度值

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