田云，江勇, 3，贺涔，成伟欣



原位制备Fe(TiC)p复合材料中增强相颗粒的组织遗传性及调控技术

田云1, 2，江勇1, 2, 3，贺涔1, 2，成伟欣1, 2

(1. 中南大学深圳研究院，深圳518057；2. 中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083；3. 中南大学教育部有色金属材料重点实验室，长沙 410083)

以羰基Fe粉、Ti粉及C粉为原料，采用真空原位反应烧结法制备颗粒增强型Fe(TiC)p复合材料。对微观组织的观察和元素分析发现，原料Ti粉对TiC增强颗粒的形貌和粒径具有较明显的遗传性。对这一组织遗传性，从反应热力学和扩散动力学方面给出解释，并基于此认识，设计原料Ti粉的球磨细化预处理工序。经预处理后原位反应烧结材料的致密度明显提升，并能够在铁基体中形成分散度更高、尺度更细小、且近球形的TiC增强颗粒，从而使复合材料的硬度从HV99.4 提高到HV152.3，抗弯强度从550 MPa提高到935 MPa。

Fe(TiC)p复合材料；原位反应；增强相颗粒；组织遗传性；预处理

粉末冶金原位反应制备是一种将粉末冶金与原位反应相结合的技术，可以制备界面结合优良、组织均匀性较好的颗粒增强型金属基复合材料。而碳化钛(TiC)具有高强高硬、低密度、良好的高温稳定性等特点，且能与大多数金属保持较好的润湿性，是铝、镁、钛等许多轻金属材料中的理想增强相[1]。近十几年来陆续有研究发现，在钢铁材料中通过原位反应直接形成TiC增强相颗粒，可以进一步提高钢铁材料的硬度和强度，尤其是耐磨性[2]。其中，范成群等[3]以钛粉、铁粉以及碳粉为原料，采用自蔓燃法直接合成得到Fe(TiC)p复合材料，但由于相对密度过低，难以实现材料的基本力学性能，必须结合进一步的致密化处理。……