超重力熔铸铁基金属陶瓷材料多相运动学特征及其致密化机制

宋月鹏¹，王征¹，王伟¹，高东升¹，李法德¹，宋占华¹，杨增朝²，李江涛²

1. 山东农业大学山东省园艺机械与装备重点实验室2. 中国科学院理化技术研究所

摘 要：采用Fe₃O₄/Al/铁基硬质合金的铝热体系,超重力熔铸铁基金属陶瓷梯度材料,分析了超重力场中多相（硬质合金颗粒、Al₂O₃陶瓷相及气体相）在高热高温铁熔体内的运动学特征及其致密化机制。结果表明,根据Stocks定律,弥散相在高温熔体内的运动速度影响因素主要有颗粒与基体熔体密度差、超重力系数、颗粒半径及温度等,在一定的超重力系数下,材料的致密度与气泡尺寸、铁熔体存在时间有关。V-Fe和Cr-Fe 2种颗粒主要集中于金属陶瓷材料的顶端,沿超重力方向粒子尺寸逐渐减小,而Mo-Fe颗粒主要集中在金属陶瓷材料与45钢分界面处,不同颗粒在材料内的分布状况有较大差异,这是金属陶瓷材料硬度呈梯度变化的主要原因。

关键词：铁基金属陶瓷;超重力熔铸;运动学特征;致密化;Stocks规律;