鎢電極氬弧熔敷方法能夠達到原位合成TiC的熱力學反應條件,在氬弧熔池中合金粉末中的Ti元素和C元素能夠發生Ti+C->TiC的冶金反應,能夠獲得原位自生TiC增強的熔敷層。
在氬弧熔敷的非平衡熱力學條件下,由于熔池中熱傳導及結晶反應潛熱的綜合作用,使熔池中的溫度分布出現一定的方向性,使得初生的TiC沿樹枝狀斷續形核。熔池中Ti、C原子的濃度差異和擴散過程的綜合作用,使得初生TiC以側面生長方式長大,形成了“長磚塊”狀的初生TiC呈樹枝狀排列的微觀形貌。呈樹枝狀排列的距離較近的TiC晶核在長大過程中粘連生長,形成了顆粒尺寸較大的初生TiC。
在熔池凝固過程中,TiC的形核生長是擴散機制,Fe基體的包覆使TiC生長的各向異性被抑制,形成了顆粒狀的共晶TiC。熔敷層中殘余γ-Fe液相的存在,使少量共晶TiC選向性生長,形成了短棒狀共晶TiC。
鎢電極氬弧原位合成的TiC顯露面為平面生長的密排晶面。TiC增強相與基體金屬的結合界面潔凈,無反應物、附著物以及非晶相,界面清潔。
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