热等静压TiC/H13钢基复合材料的力学性能与合理初始粒径比

成伟欣^1,2，江勇^1,2,3，田云^1,2

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

摘 要：以H13钢粉和TiC粉末为原料,采用热等静压法制备H13钢和TiC/H13钢基复合材料,重点考察TiC粉末与H13钢粉末的初始粒径比(r/R)对复合材料的致密度、宏观硬度、微观组织及拉伸性能的影响。结果表明:直接用市售的H13钢粉和TiC粉制备的TiC/H13钢基复合材料,其致密度和抗拉强度均比H13钢的低,分别为88.2%和544.5 MPa,硬度HRC为62.5,比H13钢的略高。通过构建简单几何关系模型及分析,推导出增强相TiC颗粒与H13钢粉的初始粒径比r/R的合理判据,即0.1<r/R<0.155,相应可获得的理论致密度范围为0.925~0.943。验证实验表明,通过机械球磨细化基体粉末获得合理初始粒径比后,TiC/H13钢基复合材料的致密度、硬度HRC和抗拉强度分别提高至95.3%,65和832.3 MPa,TiC的分布弥散度明显改善。初始粒径比合理判据的提出为粉末热等静压工艺的设计和评价提供了一种简单而有效的手段。

关键词：钢基复合材料;H13钢;TiC;热等静压;初始粒径比;