热等静压Cr₃C₂/Ni₃Al复合材料的微观组织及相组成

傅丽华^1,2，韩伟¹，李长海³，董超芳²，赵琳¹，田志凌¹

1. 钢铁研究总院2. 北京科技大学材料科学与工程学院3. 查尔姆斯理工大学材料与制造技术学院

摘 要：采用热等静压技术（HIP）在1160℃、100MPa条件下制备出Cr₃C₂/Ni₃Al复合材料,研究了Cr₃C₂/Ni₃Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr₃C₂初始颗粒首先溶解成Cr和C原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr₇C₃结构;由于Ni₃Al合金中的Fe易与C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr₇C₃结构中发生上坡扩散,并取代Cr₇C₃结构中的部分Cr原子形成M₇C₃（M为Cr、Fe,余同）结构的扩散相。当Cr₃C₂初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr₃C₂颗粒未能全部溶解,而未溶解的Cr₃C₂颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr₃C₂结构。该条件下制备的Cr₃C₂/Ni₃Al复合材料主要由Cr₃C₂硬芯相、M₇C₃扩散相和γ′-Ni₃Al基材相组成,其中Cr₃C₂硬芯相和γ′-Ni₃Al基材相通过M₇C₃扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr₃C₂颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。

关键词：热等静压;Cr3C2/Ni3Al复合材料;微观组织;相组成;M7C3;