碳化鈦在復(fù)相材料中的應(yīng)用

碳化鈦陶瓷屬于超硬工具材料，TiC和TiN、WC、A12O等原料制成各類復(fù)相陶瓷材料，這些材料具有高熔點、高硬度、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，是切削刀具、耐磨部件的優(yōu)選材料，同時他們具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，又是電極的優(yōu)選材料。

（1）刀具材料：TiC復(fù)相陶瓷刀具自二十世紀(jì)六十年代研制成功以來，已得到了較為廣泛的應(yīng)用，由于基體中彌散了一定比例的硬質(zhì)顆粒TiC，這種復(fù)合刀具不僅進(jìn)一步提高了硬度，同時也在一定程度上改善了斷裂的韌性，故切削性能比純 刀具提高很多。A12O3-TiC系統(tǒng)陶瓷還可以用于裝甲材料。作為刀具材料，硬度高于(C、N)，而Ti(c、N)中由于有N使它對鋼等被切削材料的摩擦系數(shù)大為降低。給切削帶來很多優(yōu)點。將Ti 與(C、N)組成復(fù)相陶瓷，可以結(jié)合二者的長處，制備出有前途的刀具材料 。

（2）宇航部件：在航天領(lǐng)域中，許多設(shè)備的零部件如燃?xì)舛?、發(fā)動機(jī)噴管內(nèi)襯、渦輪轉(zhuǎn)子、葉片以及核反應(yīng)堆中的結(jié)構(gòu)件等都要高溫下工作，因此必須具有很好的高溫強(qiáng)度。鎢有很高的熔點、好的高溫強(qiáng)度和好的熱穩(wěn)定性。而作為熱結(jié)構(gòu)材料得到廣泛的應(yīng)用，但其強(qiáng)度隨溫度上升而明顯下降¨ ?？紤]到難熔碳化物TiC、ZrC具有3000~C以上的熔點，具有很好的高溫強(qiáng)度，而且與鎢的相容性好、熱膨脹系數(shù)相近，并且具有比鎢低得多的密度。TiCp/w和ZrCp/w復(fù)合材料的強(qiáng)度隨溫度上升而逐漸提高。TiCp/w和ZrCp/w分別在1000℃和800℃有最高的強(qiáng)度，與各自的室溫強(qiáng)度相比提高顯著。而后溫度繼續(xù)上升，強(qiáng)度下降。復(fù)合材料這種奇特的高溫強(qiáng)度是由于w 基體隨溫度提高由脆性轉(zhuǎn)化為塑性，使得TiC和ZrC顆粒在高溫下對塑性基體的增強(qiáng)作用愈加顯著，導(dǎo)致復(fù)合材料有極好的高溫強(qiáng)度。而TiC顆粒比ZrC顆粒對基體有更好的高溫增強(qiáng)效果。

（3）堆焊焊條：TiC可以用于堆焊焊條，從國內(nèi)外應(yīng)用的堆焊焊條來看，堆焊層硬度HRC>50的都是以CrxCy，WC等硬質(zhì)點強(qiáng)化的，這種系列堆焊焊條雖然有較好的耐磨性，但堆焊層的抗裂性隨硬度的提高而急劇下降。焊接時須預(yù)熱400-600℃ ，直接影響到耐磨堆焊焊條的推廣應(yīng)用。實驗研究表明，鈦鐵的加入量增多，堆焊層中的TiC數(shù)量增加，其堆焊層的硬度就越高，其耐磨性也隨之增高，因為TiC硬度高，且彌散分布，可極大提高堆焊層的硬度及耐磨性，這種新型焊條硬度HRC>60，在低碳鋼和低合金鋼試板上連續(xù)堆焊50cm長的焊縫，可堆焊多層，層間水淬不裂，是堆焊焊條類型的新突破。