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金属间化合物Ni3Al以其高硬度、高熔点、优异的抗氧化性和耐腐蚀性,以及强度在950℃以内与温度的正相关性等性能而受到专家学者们的大量关注。近年来,国内外关于Ni3Al用作硬质合金和金属陶瓷粘结剂的研究也逐渐深入。本文以Ni粉和Al粉为原料,采用机械合金化法制备Ni3Al粉末,再采用传统的粉末冶金方法,制备出Ni3Al粘结TiC基金属陶瓷。最后使用环境扫描电子显微镜(ESEM)及其附带的能谱仪(EDS)、XRD衍射仪等分析测试系统,研究了Cr和Cr3C2添加对Ni3Al粘结TiC基金属陶瓷微观组织、力学性能与耐蚀性的影响。在背散射电子模式下的SEM观察表明,金属陶瓷由TiC硬质相颗粒和Ni3Al粘结相组成,且硬质相颗粒由黑色芯相和薄的白色环形相组成。随着Cr和Cr3C2含量增加,环形相逐渐变得完整,且厚度逐渐增加。SEM/EDS分析表明,芯相为TiC,环形相为(Ti,W,Mo,Cr)C固溶体,Ni3Al粘结相中固溶了少量Cr和Mo等元素。随着Cr含量的增加,金属陶瓷的抗弯强度和硬度先增大后减小,其断裂韧性整体上也表现为类似的变化趋势。这是由于Cr的添加有利于形成环形相,导致烧结时的溶解析出过程受到环形相的的抑制,因此细化了金属陶瓷晶粒。当Cr添加一定量后超出金属陶瓷固溶度,增加了成分不均匀性,反而促进了金属陶瓷晶粒异常长大,两种因素相互制约。Cr3C2的添加对金属陶瓷强度的影响与添加Cr后的作用类似,但其断裂韧性在中间会有一个短暂的上升,这与Cr3C2中碳含量增加引起的孔洞钝化有关。当Cr含量为1wt.%时,金属陶瓷经1485℃烧结后具有良好的综合力学性能,抗弯强度为1547MPa,洛氏硬度为88.6HRA,断裂韧性HV30为12.3 MPa.m1/2。对比Cr以及Cr3C2添加后Ni3Al粘结TiC基金属陶瓷的极化曲线可以发现,其呈现两个“钝化区”,且只有第一个钝化区间才是真正的钝化区间,而第二个钝化区间的电流密度较大,为“伪钝化”区间。添加少量Cr与添加Cr3C2后对自腐蚀电流密度在一条直线上,几乎没区别,但添加Cr3C2后的钝化电流密度要比添加单质Cr的低,耐蚀性稍好。