1、目前，由于鎢、鈷資源日益枯竭，傳統(tǒng)的以WC為硬質相、Co為粘接相的復合材料會越來越少，而以鐵為基體、VC顆粒為增強相的復合材料將具有誘人的應用前景，立足四川攀西地區(qū)豐富的釩鈦資源，開展利用粉末冶金原位合成法制備Fe-VC復合材料及其焊接性研究，為Fe-VC復合材料的推廣應用提供理論參考依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實意義。 基于鑄造法制備顆粒增強Fe-VC復合材料的研究較多，而利用粉末冶金原位合成法制備的還鮮有報道。本文在Fe-V-C三元系

2、碳化反應生成Fe-VC復合材料的基礎上，特添加稀土、鎳、鉻、鉬等合金元素，利用粉末冶金原位合成了Fe-VC復合材料。通過不同的成分設計，重點考察稀土、鎳對Fe-VC復合材料組織及性能的影響。根據(jù)實驗結果，選擇一種較為優(yōu)化的成分組合，按照焊接工藝尺寸要求，制備焊接用的Fe-VC復合材料。選擇不繡鋼焊絲ER309L，氬弧焊焊接Fe-VC復合材料與45＃鋼。在真空爐中，用純銅做釬料，通過正交試驗，確定較為優(yōu)化的釬焊工藝，釬焊連接Fe-VC復合

3、材料與45＃鋼。借助XRD、SEM、EPMA檢測手段對復合材料、焊接接頭進行組織、形貌、成分分析，按照國家標準對復合材料的硬度、密度，焊接接頭的抗拉強度、剪切強度進行測試。 Fe-VC復合材料的組織、性能檢測結果表明：(1)稀土的加入，凈化了晶體表面，改善了Fe與VC顆粒的潤濕性，適量的稀土可以促進試樣的燒結，但過量的稀土會使顆粒粗大，組織中的孔隙增多，不利于燒結致密化。(2)Ni的加入，進一步改善了Fe與VC顆粒的潤濕性，在燒

4、結時可以促使液相的生成，有助于燒結致密化。 (3)Fe-VC復合材料的基體組織，隨著合金元素含量的增加，逐漸由珠光體轉變?yōu)轳R氏體加殘余奧氏體。氬弧焊接試驗結果表明： (1)Fe-VC復合材料/焊縫、焊縫/45＃鋼界面實現(xiàn)了良好的冶金結合，拉伸試樣的斷口位置都在復合材料的焊接熱影響區(qū)，滿足異種金屬的焊接要求，其抗拉強度在180MPa左右。(2)在焊縫區(qū)域，各元素的含量呈梯度分布，其顯微硬度的大小與VC的含量多少一致。分析拉伸試樣的斷口屬于

5、脆性準解理斷口。(3)熱影響區(qū)VC的顆粒大小與復合材料母材中的VC顆粒大小一致。 釬焊試驗結果表明： (1)在釬焊正交試驗中，焊接工藝對釬焊強度的影響顯著程度依次為：釬料厚度、釬焊溫度、保溫時間和搭接長度。(2)在銅與復合材料的界面，銅的邊緣呈不規(guī)則的鋸齒狀。(3)當銅熔化時，在銅與鐵接觸的界面形成銅鐵固溶體，進而形成牢固的釬焊接頭，其剪切強度在170MPa左右，斷裂位置在復合材料側。 實驗結果表明： (1)當稀土含量為