曹磊:TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料及其抗热震性能的研究论文

曹磊:TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料及其抗热震性能的研究论文

本文主要研究内容

作者曹磊(2019)在《TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料及其抗热震性能的研究》一文中研究指出:本研究以提高TiC0.7N0.3陶瓷刀具材料的综合力学性能,尤其是抗弯强度为目标。根据陶瓷刀具材料的设计原则和本课题的设计目标,确定了以TiC0.7N0.3为基体材料、VC为添加相、Ni-Mo为金属相的TiC0.7N0.3基陶瓷刀具材料。并分析了Ni对TiC0.7N0.3的润湿性以及材料间的物理化学相容性。并对TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的制备工艺、制备过程、烧结工艺和性能测试方法进行了仔细说明,进一步证明了本课题的可行性。本文首先研究了VC含量对TiC0.7N0.3陶瓷刀具材料微观组织和力学性能的影响。研究结果表明:当烧结温度为1550℃,Ni-Mo含量为8wt.%时,随着VC含量由5wt.%增加到20wt.%,TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的硬度逐渐升高,抗弯强度先增加后减小,断裂韧度先增加后减小。当VC含量为10wt.%时,TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料获得了优异的综合力学性能,其硬度为22.89GPa、抗弯强度为926.77MPa和断裂韧度为7.09MPa·m1/2。为了进一步优化TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的力学性能,本文通过正交实验法对其制备参数进行进一步优化。研究结果表明:通过对正交实验数据的分析,最优组合优化方案的烧结温度为1500℃,VC含量为10wt.%Ni-Mo含量为8wt.%,不在已有的正交实验的九组实验中,因此需要对最优组合优化方案进行实验验证。通过对在优化后的TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的微观组织和力学性能分析表明:在优化后的TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料微观组织分布均匀,并获得了最佳的力学性能,其硬度为23.86GPa、抗弯强度为1164.62MPa和断裂韧度为6.03MPa·m1/2;优化后的TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的硬度和断裂韧度并没有明显降低,而抗弯强度明显增加;优化后的TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的力学性能与优化方案设计的理论结果相符,其增韧机理主要为裂纹偏转。本文选取优化后的TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料为研究对象,对其进行了抗热震性实验研究。根据C1525-04标准对热震后刀具材料的残余抗弯强度进行了测试,并对其断口进行了分析,结果表明:当热震温差低于1000℃时,空冷后的TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料表面的氧化层厚度远小于水冷后的氧化层厚度,这主要是因为空冷过程中,刀具材料热冲击小,内应力较小,且刀具材料表面形成的致密氧化层对底层材料有一定的保护作用。当热震温差为1000℃时,空冷和水冷后的TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料表面的氧化层厚度大大增加,这主要是由于热震温差太高导致材料内部热应力过大,在刀具材料表面和内部产生了裂纹,使氧气进入到了材料内部,导致材料表层以下被氧化;根据C1525-04标准测得空冷后TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的临界热震温差约为870℃,水冷后TiC0.7N0.3-VC陶瓷刀具材料的临界热震温差约为810℃。

Abstract

ben yan jiu yi di gao TiC0.7N0.3tao ci dao ju cai liao de zeng ge li xue xing neng ,you ji shi kang wan jiang du wei mu biao 。gen ju tao ci dao ju cai liao de she ji yuan ze he ben ke ti de she ji mu biao ,que ding le yi TiC0.7N0.3wei ji ti cai liao 、VCwei tian jia xiang 、Ni-Mowei jin shu xiang de TiC0.7N0.3ji tao ci dao ju cai liao 。bing fen xi le Nidui TiC0.7N0.3de run shi xing yi ji cai liao jian de wu li hua xue xiang rong xing 。bing dui TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de zhi bei gong yi 、zhi bei guo cheng 、shao jie gong yi he xing neng ce shi fang fa jin hang le zai xi shui ming ,jin yi bu zheng ming le ben ke ti de ke hang xing 。ben wen shou xian yan jiu le VChan liang dui TiC0.7N0.3tao ci dao ju cai liao wei guan zu zhi he li xue xing neng de ying xiang 。yan jiu jie guo biao ming :dang shao jie wen du wei 1550℃,Ni-Mohan liang wei 8wt.%shi ,sui zhao VChan liang you 5wt.%zeng jia dao 20wt.%,TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de ying du zhu jian sheng gao ,kang wan jiang du xian zeng jia hou jian xiao ,duan lie ren du xian zeng jia hou jian xiao 。dang VChan liang wei 10wt.%shi ,TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao huo de le you yi de zeng ge li xue xing neng ,ji ying du wei 22.89GPa、kang wan jiang du wei 926.77MPahe duan lie ren du wei 7.09MPa·m1/2。wei le jin yi bu you hua TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de li xue xing neng ,ben wen tong guo zheng jiao shi yan fa dui ji zhi bei can shu jin hang jin yi bu you hua 。yan jiu jie guo biao ming :tong guo dui zheng jiao shi yan shu ju de fen xi ,zui you zu ge you hua fang an de shao jie wen du wei 1500℃,VChan liang wei 10wt.%Ni-Mohan liang wei 8wt.%,bu zai yi you de zheng jiao shi yan de jiu zu shi yan zhong ,yin ci xu yao dui zui you zu ge you hua fang an jin hang shi yan yan zheng 。tong guo dui zai you hua hou de TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de wei guan zu zhi he li xue xing neng fen xi biao ming :zai you hua hou de TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao wei guan zu zhi fen bu jun yun ,bing huo de le zui jia de li xue xing neng ,ji ying du wei 23.86GPa、kang wan jiang du wei 1164.62MPahe duan lie ren du wei 6.03MPa·m1/2;you hua hou de TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de ying du he duan lie ren du bing mei you ming xian jiang di ,er kang wan jiang du ming xian zeng jia ;you hua hou de TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de li xue xing neng yu you hua fang an she ji de li lun jie guo xiang fu ,ji zeng ren ji li zhu yao wei lie wen pian zhuai 。ben wen shua qu you hua hou de TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao wei yan jiu dui xiang ,dui ji jin hang le kang re zhen xing shi yan yan jiu 。gen ju C1525-04biao zhun dui re zhen hou dao ju cai liao de can yu kang wan jiang du jin hang le ce shi ,bing dui ji duan kou jin hang le fen xi ,jie guo biao ming :dang re zhen wen cha di yu 1000℃shi ,kong leng hou de TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao biao mian de yang hua ceng hou du yuan xiao yu shui leng hou de yang hua ceng hou du ,zhe zhu yao shi yin wei kong leng guo cheng zhong ,dao ju cai liao re chong ji xiao ,nei ying li jiao xiao ,ju dao ju cai liao biao mian xing cheng de zhi mi yang hua ceng dui de ceng cai liao you yi ding de bao hu zuo yong 。dang re zhen wen cha wei 1000℃shi ,kong leng he shui leng hou de TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao biao mian de yang hua ceng hou du da da zeng jia ,zhe zhu yao shi you yu re zhen wen cha tai gao dao zhi cai liao nei bu re ying li guo da ,zai dao ju cai liao biao mian he nei bu chan sheng le lie wen ,shi yang qi jin ru dao le cai liao nei bu ,dao zhi cai liao biao ceng yi xia bei yang hua ;gen ju C1525-04biao zhun ce de kong leng hou TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de lin jie re zhen wen cha yao wei 870℃,shui leng hou TiC0.7N0.3-VCtao ci dao ju cai liao de lin jie re zhen wen cha yao wei 810℃。

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    论文作者分别是来自太原理工大学的曹磊,发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文,是一篇关于陶瓷刀具材料论文,微观组织论文,力学性能论文,增韧机理论文,抗热震性论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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