N₂分压烧结时间对超细晶粒Ti（C,N）基金属陶瓷组织和力学性能的影响

作者：刘云鹏; 余海洲; 刘文俊; 曹攀

来源：硬质合金, 2024, 41(01): 37-42.

DOI：10.3969/j.issn.1003-7292.2024.01.005

• Ti(C
• N)基金属陶瓷
• 氮气分压烧结
• 显微组织
• 力学性能
• 氮化层

针对真空烧结制备超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷时，烧结体的易脱氮和N的分解问题，通过在液相保温阶段1 450℃通入130 Pa氮气，采用分压烧结制备了超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷，研究了氮气分压烧结时间对金属陶瓷显微组织和力学性能的影响。实验结果表明，氮气分压烧结能提升试样内部组织均匀性。在氮气氛的影响下，试样最外层会形成富Ni层，材料的近表层形成TiN层。分压刚开始，试样最外层只有富Ni层，随分压时间的增加，近表层组织中黑芯相在氮气氛影响下发生溶解，黑芯相尺寸减小，环形相尺寸增加，直至黑芯相逐渐消失，形成富Ti的(Ti,W)(C,N)固溶体，固溶体通过合并长大的方式形成固溶体层，随分压时间增加，富钛的固溶体与N反应在试样近表层形成TiN层。分压烧结时间达40 min时试样的综合力学性能最佳，其抗弯强度增加了20%，达到2 350 MPa；维氏硬度增加了13.9%，达到1 635HV30；断裂韧性提升不明显。

• 单位
  材料与化工学院; 三峡大学