氩弧原位合成TiC颗粒增强Fe基复合层

氩弧原位合成TiC颗粒增强Fe基复合层，这一研究领域的核心在于制备和分析TiC颗粒强化的Fe基复合材料，并探讨其在工业应用中的潜力。TiC颗粒因具有高硬度、高弹性模量、高熔点和良好的热稳定性，成为一种备受关注的增强材料。特别是在耐磨和高温应用中，TiC颗粒通过与金属基体的结合，可以大幅提高材料的综合性能。 传统的外加增强体法由于TiC颗粒与金属基体的密度差异，导致增强体颗粒难以均匀分布，且在高温下可能发生溶解和扩散，造成界面反应，形成低强度弱界面，削弱了整体强化效果。原位反应合成法则通过在材料内部直接生成TiC颗粒，避免了外加法中的许多问题，如颗粒的均匀性问题和界面反应问题。原位合成的TiC颗粒尺寸更小，与基体的结合更牢靠，从而提高了材料的整体性能。 研究中采用了氩弧熔敷技术，这一技术在制备原位自生TiC颗粒增强Fe基合金复合涂层方面的应用较少，相较于激光等高能流密度热源，氩弧具有其独特的优势：能够产生足够的高温来熔化大多数材料，且加工件在氩气保护下进行，减少了氧化和烧损现象，操作简便且适应性广泛。 在试验方法上，研究者选用45号钢作为基体材料，并使用特定配比的Fe基自熔性合金粉末、FeTi粉和纯度为99.5%的石墨作为原材料。通过精确控制这些材料的配比，以及熔敷前的预置涂层厚度、熔敷工艺参数和石墨的加入量，可以在一定程度上调控熔敷层的成形、组织与性能。 通过扫描电镜、电子探针、X射线衍射和图像分析系统等精密仪器的运用，研究者对熔敷层的显微组织进行了详细的观察与分析，结果表明，利用氩弧熔敷技术可以原位形成细小、弥散分布于Fe基中的TiC颗粒，且TiC颗粒在熔敷层深度方向呈现梯度分布。这种分布方式对材料性能的提升，尤其是在耐磨性和抗高温性能方面，有着直接的正面影响。 本研究不仅对氩弧熔敷技术在制备TiC颗粒增强Fe基复合涂层方面进行了深入探讨，也对熔敷工艺参数对复合涂层组织与性能的影响进行了分析。研究结果为后续的材料设计和加工工艺优化提供了宝贵的实验数据和理论基础，为TiC颗粒增强金属基复合材料的开发和应用指明了方向。在提高金属材料表面性能、拓展其在高性能应用领域中的适用范围方面，氩弧原位合成TiC颗粒增强Fe基复合层技术展现出巨大的潜力和应用价值。