粉末冶金制備鐵基復合材料致密化過程的研究

　　粉末燒結是粉末或粉末壓坯，在適當的溫度和氣氛條件下加熱所發生的現象或過程。燒結的結果是顆粒之間發生粘結，燒結體的強度增加，而且多數情況下，密度也提高。如果燒結條件控制得當，燒結體的密度和其它物理、力學性能可接近或達到相同成分的致密材料。從工藝上看，燒結常被看作一種熱處理，即把粉末或粉末毛坯加熱到低于其中主要組分熔點的溫度下保溫，然后冷卻到室溫。
       在此過程中，發生一系列的物理和化學變化，粉末顆粒的聚集體變為晶粒的聚結體，從而獲得具有所需物理、力學性能的制品或材料。有研究分析了VC顆粒增強鐵基復合材料致密化的過程，表明燒結對終產品的性能起著決定性作用。影響燒結致密的因素很多，例如燒結溫度、燒結時間、粉末粒度、壓坯密度以及成分等。鑒于此，本文主要研究了球磨時間(粒度)、燒結溫度、活化燒結中B和C含量、稀土元素對VC/Fe基復合材料致密化的影響。
　　實驗用的原材料及化學成分為（質量分數，%）：56釩鐵粉，7.0石墨，1硼鐵粉，0.4Ce，余量為水霧化鐵粉。配制好各粉末后，選擇粉末球磨時間有24、36h，燒結工藝為：以10℃/s的加熱速度分別升溫至1050、1150、1180、1210和1240℃，保溫1h，燒結后隨爐冷卻至室溫。取出試樣，磨樣拋光并腐蝕。
　　適當延長粉末的球磨時間、燒結時間，可得到較小尺寸的顆粒，顆粒越小，體積收縮越大，促進試樣的燒結致密化，有利于空隙的逐漸消除。燒結試樣的佳燒結溫度為1150～1190℃，隨著稀土元素的加入，加速了燒結的致密化進程。
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