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本书系统介绍了河南省耐磨材料工程技术研究中心研究的颗粒增强钢铁基复合材料的制备方法和组织性能。第1章综合介绍当前国内外复合材料的研究现状与发展趋势；第2章介绍各种复合材料的基体及增强体的结构组成和检测方法；第3章论述金属基复合材料的研究进展和设计的基本准则；第4章论述颗粒增强金属基复合材料的研究进展和复合准则；第5、6章论述陶瓷颗粒局部增强高锰钢基复合材料的研究现状和热处理时的热应力分析；第7～9章论述颗粒增强高锰钢基复合材料的制备工艺、复合材料界面分析和磨损性能研究；第10、11章论述蒙脱土颗粒增强金属基复合材料的研究进展及利用蒙脱土与还原铁粉制备铁基复合材料的工艺过程；第12章论述自生Al2O3增强铁基复合材料的制备工艺；第13章论述目前国内外金属耐磨材料研究的热点——原位合成颗粒增强金属基复合材料的研究进展和生产应用。
本书的读者对象为矿山机械行业及为其提供产品和服务的机械设备设计、耐磨产品生产厂家的工程技术人员和经营管理人员；并供从事材料摩擦磨损、耐磨材料、表面工程技术研究的人员及相关大专院校师生参考。
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| 內容簡介： |
前言
第1章 复合材料概论
1.1 复合材料的发展概况
1.2 复合材料的定义
1.3 复合材料的命名
1.4 复合材料的分类
1.4.1 按性能高低分类
1.4.2 根据复合方式分类
1.4.3 按基体材料类型分类
1.4.4 按增强材料种类分类
1.4.5 按用途分类
1.5 复合材料的性能特点
1.5.1 复合材料的性能可设计性
1.5.2 复合材料的材料与构件制造的一致性
1.5.3 复合材料可综合发挥各种组成材料的优点
1.5.4 复合材料可减少加工工序
1.5.5 复合材料优异的物理化学性能
1.6 复合材料的应用
1.6.1 复合材料在航空航天工业中的应用
1.6.2 复合材料在其他行业上的应用
参考文献
第2章 复合材料的结构组成
2.1 复合材料的组成与基体
2.1.1 复合材料的组成
2.1.2 复合材料的基体
2.2 聚合物基复合材料
2.2.1 聚合物的基本概念
2.2.2 聚合物材料的分类
2.2.3 聚合物基复合材料的历史
2.2.4 聚合物基复合材料的特点
2.2.5 聚合物基复合材料的分类
2.3 金属基复合材料
2.3.1 金属基体的分类
2.3.2 功能用金属基复合材料的基体
2.4 陶瓷基复合材料
2.4.1 陶瓷基复合材料的主要分类
2.4.2 陶瓷基体材料
2.4.3 陶瓷基复合材料的性能特征
2.5 水泥基复合材料
2.5.1 水泥基复合材料的分类
2.5.2 水泥基复合材料混凝土
2.5.3 混凝土的性质
2.5.4 高性能混凝土
参考文献
第3章 金属基复合材料
3.1 金属基复合材料的研究进展
3.1.1 金属基复合材料的定义
3.1.2 金属基复合材料的分类
3.1.3 金属基复合材料的性能特点
3.2 金属基复合材料设计的基本原则
3.2.1 基体材料的选择
3.2.2 增强体的选择
3.2.3 界面的选择
3.3 复合材料性能的复合准则
3.3.1 复合效应的特征
3.3.2 复合效应的类型
参考文献
第4章 颗粒增强金属基复合材料
4.1 颗粒增强金属基复合材料研究的发展
4.1.1 颗粒增强金属基复合材料概述
4.1.2 颗粒增强金属基复合材料的应用领域
4.1.3 颗粒增强金属基复合材料的复合原则
4.2 颗粒增强材料
4.2.1 颗粒增强材料的增韧机制
4.2.2 颗粒增强体的种类
4.3 颗粒增强金属基复合材料基体和增强相的选择
4.3.1 颗粒增强铁基复合材料研究的意义
4.3.2 基体在复合材料中所起的作用
4.3.3 选择基体材料的原则
4.3.4 颗粒增强金属基复合材料增强相的选择
4.4 颗粒增强金属基复合材料的性能特点及影响因素
4.4.1 强度
4.4.2 弹性模量
4.4.3 塑性
4.4.4 韧性
4.5 颗粒增强金属基复合材料的主要种类
4.5.1 颗粒增强铝基复合材料
4.5.2 颗粒增强钛基复合材料
4.5.3 颗粒增强铜基复合材料
4.5.4 颗粒增强镁基复合材料
4.5.5 镍基复合材料
4.6 金属基复合材料PRMMC的制备工艺
4.6.1 液相工艺
4.6.2 固相工艺
4.6.3 液-固两相工艺
参考文献
第5章 陶瓷颗粒局部增强高锰钢基复合材料的研究现状
5.1 关于高锰钢的研究
5.1.1 高锰钢的发展概述
5.1.2 关于保持高锰钢良好韧性和高耐磨性的研究
5.2 复合材料的发展现状
5.2.1 颗粒增强钢铁基复合材料制备工艺研究现状
5.2.2 颗粒增强钢铁基表面复合材料的研究现状
5.2.3 复合材料增强颗粒的研究现状
5.2.4 复合材料界面研究现状
5.2.5 复合材料的耐磨性研究现状
参考文献
第6章 高锰钢基复合材料制备及热处理时的热应力
6.1 金属基体内含颗粒应力变形的研究进展
6.1.1 数值模拟的基本方法
6.1.2 温度场与应力场的数值模拟
6.1.3 颗粒增强复合材料的应力模拟现状
6.2 颗粒增强高锰钢基复合材料热应力模拟计算
6.2.1 模拟计算的有限元模型
6.2.2 网格划分
6.2.3 相关材料性能参数
6.2.4 温度场模拟
6.2.5 热应力的有限元分析
6.3 数值模拟结果分析
6.3.1 近界面基体的应力与时间的关系
6.3.2 增强体棱角对应力的影响
6.3.3 增强体等效直径对应力的影响
6.3.4 基体的危险性分析
6.3.5 双增强体颗粒的应力干涉
6.3.6 浇铸时增强体的热震
6.4 残余应力的测量与实验验证
6.4.1 残余应力的测试原理
6.4.2 验证实验设计
6.4.3 结果及分析
6.5 本章小结
参考文献
第7章 陶瓷颗粒表面增强高锰钢基复合材料制备工艺研究
7.1 试验材料及制备工艺的选择
7.1.1 基体材料及增强颗粒的选择
7.1.2 复合材料制备工艺的选择
7.2 离心铸造法制备颗粒WC高锰钢表面复合材料工艺研究
7.2.1 离心铸造法制备复合材料原理
7.2.2 离心机的选择
7.2.3 离心机金属铸型的设计
7.2.4 离心铸造颗粒随流浇注法工艺的改进
7.2.5 离心铸造WC颗粒表面增强高锰钢复合材料的显微组织
7.3 粉末冶金法制备Al2O3M颗粒增强高锰钢基复合材料工艺研究
7.3.1 基体粉料球磨工艺研究
7.3.2 Al2O3M增强颗粒表面化学镀镍处理工艺研究
7.3.3 混粉工艺参数对复合材料的性能影响
7.3.4 坯料压制成形工艺的确定
7.3.5 真空烧结工艺研究
7.3.6 Al2O3M颗粒增强高锰钢基复合材料的制备
7.4 粉末冶金法制备WC颗粒增强高锰钢基复合材料工艺研究
7.4.1 烧结温度对WC颗粒增强高锰钢基复合材料的影响
7.4.2 保温时间对WC颗粒增强高锰钢基复合材料的影响
7.5 本章小结
参考文献
第8章 颗粒增强高锰钢基复合材料界面分析
8.1 金属基复合材料的界面概述
8.2 离心铸造颗粒WC高锰钢复合材料界面组织分析
8.2.1 离心铸造颗粒WC高锰钢复合材料界面组织特点
8.2.2 离心铸造颗粒WC高锰钢界面组织形成原因分析
8.2.3 W元素在复合材料中的扩散
8.3 粉末冶金WC颗粒增强高锰钢基复合材料界面分析
8.3.1 粉末冶金颗粒WC高锰钢复合材料界面组织特点
8.3.2 粉末冶金颗粒WC高锰钢复合材料界面形成机理分析
8.4 粉末冶金颗粒Al2O3M高锰钢复合材料界面分析
8.5 本章小结
参考文献
第9章 高锰钢基表面复合材料的磨损性能研究
9.1 复合材料磨损行为概述
9.2 复合材料三体磨损试验研究
9.2.1 三体磨料磨损试验方法
9.2.2 三体磨料磨损试验结果及分析
9.3 复合材料冲击磨料磨损性能研究
9.3.1 试验方法
9.3.2 材料冲击磨料磨损试验结果
9.3.3 冲击磨料磨损失效机制分析
9.4 本章小结
参考文献
第10章 蒙脱土颗粒增强复合材料的研究
10.1 蒙脱土与聚合物层状硅酸盐纳米复合材料
10.1.1 蒙脱土概述
10.1.2 蒙脱土的应用
10.2 蒙脱土的微观结构及高温相变分析
10.2.1 蒙脱土铁基复合材料预制块的制备
10.2.2 蒙脱土及复合材料的微观组织分析与性能测试
10.3 蒙脱土的微观结构分析
10.3.1 蒙脱土的物相检测分析
10.3.2 蒙脱土的微观形貌分析
10.3.3 蒙脱土的微观结构分析
10.3.4 蒙脱土的热重分析
10.4 蒙脱土的焙烧试验
10.5 蒙脱土的焙烧温度对焙烧产物的影响
10.5.1 焙烧温度对焙烧产物宏观特征的影响
10.5.2 焙烧温度对蒙脱土物相的影响
10.5.3 焙烧温度对蒙脱土产物微观形貌的影响
10.5.4 焙烧温度对蒙脱土产物硬度的影响
10.6 本章小结
参考文献
第11章 蒙脱土与还原铁粉制备铁基复合材料的研究
11.1 引言
11.2 复合材料烧结温度设计
11.3 探索性试验
11.3.1 CMCMMT纳米复合材料与还原铁粉制备铁基复合材料
11.3.2 蒙脱土与还原铁粉制备铁基复合材料
11.3.3 经过预先烧结的蒙脱土与还原铁粉制备铁基复合材料
11.4 Fe-Al-MMT体系复合材料的制备
11.4.1 标准生成吉布斯自由能计算
11.4.2 蒙脱土与Al粉的反应
11.4.3 铁基复合材料的制备
11.4.4 影响复合材料制备与性能的因素
11.5 本章小结
参考文献
第12章 自生Al2O3M增强铁基复合材料的研制
12.1 Al2O3M颗粒增强铁基复合材料的发展状况
12.1.1 Al2O3M颗粒增强铁基复合材料概述
12.1.2 Al2O3M颗粒增强铁基复合材料制备方法
12.1.3 Al2O3M颗粒增强铁基复合材料的发展趋势
12.2 Al2O3M颗粒增强铁基复合材料的制备
12.2.1 实验的工艺技术路线
12.2.2 氢氧化铝超细粉的制备
12.2.3 自生Al2O3M颗粒增强铁基复合材料的制备工艺
12.3 氢氧化铝超细粉的制备
12.3.1 超细氢氧化铝的制备
12.3.2 氢氧化铝粉的检测
12.3.3 氢氧化铝粉的脱水处理
12.4 自生Al2O3M颗粒增强铁基复合材料的制备
12.4.1 铁铝尖晶石的形成及抑制
12.4.2 氧化铝颗粒增强铁基复合材料的制备
12.5 烧结温度对组织和性能的影响
12.5.1 试验方案
12.5.2 烧结温度对组织和性能的影响
12.6 本章小结
参考文献
第13章 原位合成颗粒增强钢铁基复合材料的研究
13.1 原位合成颗粒增强铁基复合材料的制备
13.1.1 原位合成颗粒增强铁基复合材料增强颗粒与基体的选择
13.1.2 原位合成颗粒增强铁基复合材料的原位制备工艺
13.2 原位TiC颗粒增强铸造钢基复合材料制备工艺
13.2.1 试验方法
13.2.2 试验结果与讨论
13.3 原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料的组织和性能
13.3.1 原位合成颗粒增强铁基复合材料制备工艺概述
13.3.2 试样制备与试验方法
13.3.3 试验结果与讨论
13.4 原位生成颗粒增强钢基复合材料轧辊的制备
13.4.1 反应铸造法原位生成颗粒增强钢基复合材料轧辊
13.4.2 钢基复合材料轧辊化学成分
13.4.3 钢基复合材料轧辊制造工艺
13.4.4 钢基复合材料轧辊的性能
13.5 本章小结
参考文献
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| 目錄：
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前言
第1章 复合材料概论
复合材料的发展概况
复合材料的定义
复合材料的命名
复合材料的分类
按性能高低分类
根据复合方式分类
按基体材料类型分类
按增强材料种类分类
按用途分类
复合材料的性能特点
复合材料的性能可设计性
复合材料的材料与构件制造的一致性
复合材料可综合发挥各种组成材料的优点
复合材料可减少加工工序
复合材料优异的物理化学性能
复合材料的应用
复合材料在航空航天工业中的应用
复合材料在其他行业上的应用
参考文献
第2章 复合材料的结构组成
复合材料的组成与基体
复合材料的组成
复合材料的基体
聚合物基复合材料
聚合物的基本概念
聚合物材料的分类
聚合物基复合材料的历史
聚合物基复合材料的特点
聚合物基复合材料的分类
金属基复合材料
金属基体的分类
功能用金属基复合材料的基体
陶瓷基复合材料
陶瓷基复合材料的主要分类
陶瓷基体材料
陶瓷基复合材料的性能特征
水泥基复合材料
水泥基复合材料的分类
水泥基复合材料混凝土
混凝土的性质
高性能混凝土
参考文献
第3章 金属基复合材料
金属基复合材料的研究进展
金属基复合材料的定义
金属基复合材料的分类
金属基复合材料的性能特点
金属基复合材料设计的基本原则
基体材料的选择
增强体的选择
界面的选择
复合材料性能的复合准则
复合效应的特征
复合效应的类型
参考文献
第4章 颗粒增强金属基复合材料
颗粒增强金属基复合材料研究的发展
颗粒增强金属基复合材料概述
颗粒增强金属基复合材料的应用领域
颗粒增强金属基复合材料的复合原则
颗粒增强材料
颗粒增强材料的增韧机制
颗粒增强体的种类
……
氢氧化铝超细粉的制备
自生Al2O3颗粒增强铁基复合材料的制备工艺
氢氧化铝超细粉的制备
超细氢氧化铝的制备
氢氧化铝粉的检测
氢氧化铝粉的脱水处理
自生Al2O3颗粒增强铁基复合材料的制备
铁铝尖晶石的形成及抑制
氧化铝颗粒增强铁基复合材料的制备
烧结温度对组织和性能的影响
试验方案
烧结温度对组织和性能的影响
本章小结
参考文献
第13章 原位合成颗粒增强钢铁基复合材料的研究
原位合成颗粒增强铁基复合材料的制备
原位合成颗粒增强铁基复合材料增强颗粒与基体的选择
原位合成颗粒增强铁基复合材料的原位制备工艺
原位TiC颗粒增强铸造钢基复合材料制备工艺
试验方法
试验结果与讨论
原位合成TiC颗粒增强铁基复合材料的组织和性能
原位合成颗粒增强铁基复合材料制备工艺概述
试样制备与试验方法
试验结果与讨论
原位生成颗粒增强钢基复合材料轧辊的制备
反应铸造法原位生成颗粒增强钢基复合材料轧辊
钢基复合材料轧辊化学成分
钢基复合材料轧辊制造工艺
钢基复合材料轧辊的性能
本章小结
参考文献
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第1章 复合材料概论
1.1 复合材料的发展概况
材料是社会进步的物质基础。纵观人类使用材料的历史，可以清楚地看出，每一种重要材料的诞生和利用，都会把人类的生产力提高到一个新的水准，从而大大改善人类的生活水平。人类研究和制造材料的历史实际上是人类文明的发展史。人类制造材料最早可追溯到石器时代，那时人类就开始制造一些石器，如石刀、石制武器等。中国在春秋战国时期就开始制造砖瓦，到汉代已开始使用陶器，如陶碗、陶盆、陶罐等。据考证，大约在公元前10世纪至公元前7世纪，古罗马人就用陶器做下水管道。可见人类制备材料的历史很悠久。
复合材料是随着现代科学技术的发展而涌现出来的具有强大生命力的材料，具有刚度大、强度高、质量轻的优点，而且可根据使用条件的要求进行设计和制造，以满足各种特殊用途，从而极大地提高了工程结构的效能，已成为一种当代新型的工程材料。复合材料技术的出现是近代材料科学的伟大成就，也是材料设计技术的一个重大突破。
复合材料的发展一般可以分为两个阶段，即早期复合材料阶段和现代复合材料阶段。早期复合材料的历史较长，古代就出现了原始型的复合材料，如用草茎和泥土作建筑材料；沙石和水泥基体复合的混凝土也有很长的历史。很多实例散见于现存的历史遗迹中，并且可以从中发现现代复合材料的思想萌芽。古代人类制备材料带有一定的经验性和盲目性，他们是在不懂化学和物理基础知识的情况下进行制备的。
现代复合材料是材料发展中合成材料时期的产物。这里所说的现代复合材料不包括天然复合材料和历史遗迹中发现的早期复合材料。现代复合材料的发展只有70多年的历史，它的主要特征是基体采用合成材料。学术界开始使用“复合材料（composite
materials）”一词大约是在20世纪40年代，当时出现了玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂，开辟了现代复合材料的新纪元。1940年，世界上第一次用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂制造军用飞机雷达罩。1942年，用手糊工艺制成了第一艘玻璃钢渔船。由20世纪60年代开始陆续开发出多种高性能纤维。玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢）制品已经广泛应用于航空、机械、化学、体育和建筑工业中。
……
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