董国春, 吴浩林, 浩然, 等丨LF精炼渣加入量对Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨性能的影响

文摘 2024-07-17 18:17 北京

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LF精炼渣加入量对Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨性能的影响

董国春吴浩林浩然陶素芬陈龙

安徽工业大学冶金工程学院，安徽马鞍山 243002

DOI：10.12034/j.issn.1009-606X.223267

摘要 LF精炼渣作为固体废弃物，大量堆放污染环境，渣中含有合金元素，通过Al可以将渣中合金元素置换出来，对LF精炼渣进行二次利用。为解决燃烧合成反应体系热量高造成反应原料蒸发、Fe-Cr基陶瓷复合材料致密度低等问题，通过添加LF精炼渣和CaF₂作为冷却剂吸收反应放热，降低反应体系温度、减少原料蒸发。但是，冷却剂加入量过多，体系温度下降过快会导致熔体熔化钢板的能力下降，出现耐磨层与钢板无法冶金结合的情况。因此，本研究设计添加2, 4, 6, 8, 10 g的LF精炼渣和2.39, 2.50, 2.60, 2.71, 2.81 g的CaF₂，利用燃烧合成反应在钢板上制备Fe-Cr基陶瓷复合材料，并对燃烧合成产物耐磨层和钢板的焊接面积及耐磨层的致密度、硬度、耐磨性能进行研究，进而探究合适的LF精炼渣添加量。结果表明，LF精炼渣加入量为8 g时，耐磨层的致密度最高并且耐磨层的单位面积磨损量最少；LF精炼渣加入量为10 g时，耐磨层的硬度最高、钢板和耐磨层的焊接面积最大。材料的耐磨性能受致密度和硬度影响，当硬度差异较小时，耐磨层的耐磨性能随着致密度提高而提高；当致密度差异较小时，耐磨层的耐磨性能随着硬度提高而提高。综上所述，为了获得高耐磨性能的同时保证Fe-Cr基陶瓷复合材料其他性能的均匀性，最佳的LF精炼渣加入量为8 g。

关键词燃烧合成；LF精炼渣；复合材料；耐磨性能

1 前言

近年来，钢/铁基陶瓷复合耐磨材料因兼具良好的耐磨性能和韧性而获得广泛关注^[1-6]。在众多陶瓷增强相中，TiC-TiB₂复相陶瓷具有高硬度、高熔点、高模量、高断裂韧度、低密度以及良好的热稳定性和化学稳定性，被广泛用于钢/铁基复合材料中的颗粒增强体^[7-11]。

在复合材料的制备方法中，燃烧合成(Combustion Synthesis)在制备难熔和硬质材料方面引起了广泛关注^[12-17]。应用该技术制备的复合材料大多为低熔点金属基复合材料，如TiC/Cu^[18], NiAl-TiC^[19]或多种化合物组成的复合材料，如ZrB₂-MoSi₂-SiC-Si^[20], Al₂O₃-SiC-TiB₂^[21], MgO-CeO₂^[22]等，将复合材料焊接在钢板上的应用较少^[23]。该方法利用原料的燃烧放热使钢基体熔化，使其能与基体表面形成兼具高硬度和高韧性的TiC-TiB₂/Fe-Cr复合层。由于反应体系放热量较高，反应物Al以及反应产物Fe可能会蒸发，未逃逸的气泡残存在耐磨层中形成气孔，降低产物致密度，影响材料的耐磨性能^[24]。目前解决反应体系温度过高的方法大多为控制反应原料的质量分数^[25]和添加稀释剂Mg^[26], Cu^[27]等，通过添加LF精炼渣作为冷却剂，降低反应体系温度的研究较少。

目前，LF精炼渣主要用作转炉助熔剂^[28]和铁水脱磷剂^[29]，因具有硬度大、易膨胀等特点导致利用率较低。LF精炼渣含有CaO, SiO₂, Al₂O₃, MgO和铁的氧化物等^[30]，将其加入燃烧合成反应体系中，一方面CaO, SiO₂, Al₂O₃, MgO从室温升高至反应体系平衡温度需要吸热，可以降低反应体系的温度，减少Al和Fe的蒸发，另一方面CaO, SiO₂, MgO可以与铝反应生成Al₂O₃，形成多元渣系，降低Al₂O₃的熔点，促进Al₂O₃上浮被去除。此外，LF精炼渣中的金属氧化物还可能被Al还原，从而提高金属利用率。随着LF精炼渣加入量增加，LF精炼渣及CaF₂在反应粉体上的堆积厚度增加，反应放热无法熔化表层的LF精炼渣及CaF₂，造成耐磨层与钢板不能焊合。因此，本工作对LF精炼渣加入量与金属基陶瓷复合耐磨材料的致密度和耐磨性能的关系进行了研究，以期获得耐磨性能和界面结合强度较好的LF精炼渣加入量，拓宽LF精炼渣的应用领域。

2 实验

2.1　材料与试剂

Al粉(平均粒度74 μm，纯度99.9%，北京易金新材料科技有限公司)，B₄C粉末(平均粒度74 μm，纯度99.8%，上海中冶新材料有限公司)，Ti粉(平均粒度44 μm，纯度99.9%，北京中科言诺新材料有限公司)，CaF₂粉末(平均粒度74 μm，纯度98.5%，国药集团化学试剂有限公司)，CrO₃粉末(平均粒度74 μm，纯度99.0%，阿拉丁试剂有限公司)，氧化铁皮(平均粒度149~280 μm，某钢铁股份有限公司，成分见表1)，LF精炼渣(平均粒度<74 μm，某钢铁股份有限公司，成分见表2)。

表1 氧化铁皮的成分Table 1 Compositon of iron oxide scale

表2 LF精炼渣不同成分含量Table 2 Composition of LF refining slag

2.2　实验设备与分析仪器

高温高压反应釜(自制)，金相试样切割机(Q-2，上海冉丘)，机械磨抛机(MP-2S，上光仪器)，干砂/橡胶轮磨料磨损实验装置(LGM-130，山东联工)，扫描电子显微镜(JSM-6510，日本电子株氏会社)，硬度计(HBRV-187.5，上海尚材)。

2.3　实验方法

2.3.1 物料平衡计算

利用Ti和B₄C反应形成陶瓷增强相TiC和TiB₂，利用Al分别与Fe₃O₄和CrO₃反应形成Fe和Cr，具体反应见式(1)~(3)。

(1)

(2)

(3)

硬质相(TiB₂+TiC)的含量为15wt%，铁铬质量比为6:1，反应产物基体相(Fe+Cr)与硬质相(TiB₂+TiC)总质量为50 g，计算得到所需反应原料的质量见表3。为降低渣系熔点，改善渣系流动性，实验设计添加质量分数为5wt%的CaF₂，LF精炼渣加入量为2, 4, 6, 8, 10 g时，CaF₂的加入量分别为2.39, 2.50, 2.60, 2.71, 2.81 g。

表3 反应原料质量Table 3 Mass of experimental raw materials

2.3.2 实验过程

将反应物粉末混合均匀后装入放置在钢板上的石英坩埚中并压实，将钨丝置入反应原料中，连接导线，将钢板放入高温高压反应釜中，导线连接反应釜接线柱，密封，向反应釜中充入Ar气，反应压力为0.8 MPa，用电焊机连接接线柱点火，点火电流为5 A。反应装置示意图见图1^[24]。反应后的材料利用切割机切成大小相同的形状。

图1 燃烧合成实验示意图^[24]Fig.1 Schematic diagram for combustion synthesis experiment^[24]

2.3.3 材料分析检测方法

燃烧合成产物经镶样、研磨、抛光后，观察其耐磨层的宏观形貌。利用阿基米德排水法测定燃烧合成产物耐磨层的致密度。利用配有EDS的JSM-6510扫描电镜对燃烧合成产物组织进行微观形貌观察和成分分析。利用硬度计测试燃烧合成产物耐磨层的硬度，在耐磨层上、中、下部分别取三个测试点测试硬度值，上、中、下部硬度值取各部测试点的平均值，耐磨层硬度值取9个测试点的平均值。利用干砂/橡胶轮磨料磨损实验装置且根据GB/T 7005-1995松散磨粒磨料磨损测试方法测试不同LF精炼渣加入量下燃烧合成产物耐磨层的耐磨性能。

3 结果与讨论

3.1　LF精炼渣加入量对耐磨层形貌的影响

3.1.1 LF精炼渣加入量对耐磨层宏观形貌的影响

图2为LF精炼渣加入量为6 g时反应后未经任何处理的燃烧合成产物的宏观形貌；图3为不同LF精炼渣加入量下经过处理后的燃烧合成产物的宏观形貌。由图2可知，材料表面有许多黄色的粉末，这是未完全反应的LF精炼渣和CaF₂混合物；表面灰黑色物质为反应后的LF精炼渣和CaF₂混合物。由图3可以观察到，随着LF精炼渣加入量增大，界面处的夹渣量先增多后减少，在LF精炼渣加入量为6 g时，夹渣量最多，这主要是因为当LF精炼渣加入量较少时，体系热量充足，LF精炼渣与CaF₂能够完全熔化，随着LF精炼渣加入量增加，体系温度降低，当LF精炼渣增加至一定量后，出现最上层的渣不能完全熔化的现象；同时随着体系温度降低，熔体外层凝固坯壳的厚度增加、强度增大^[25]，可以抵抗上层熔渣的重力和静压力，金属接触面夹渣量减少。耐磨层和钢板的焊接面积易受夹渣影响，LF精炼渣加入量为6 g时，界面处夹渣现象严重，焊接面积较小；LF精炼渣加入量为10 g时，界面处不存在夹渣现象，焊接面积较大。随着LF精炼渣加入量增大，Fe-Cr基陶瓷复合材料和钢板的焊接面积先减小后增大。

图2 LF精炼渣加入量为6 g时未经处理的燃烧合成产物宏观形貌Fig.2 Macroscopic morphology of original product fabricated by combustion synthesis with 6 g LF refining slag addition

图3 不同LF精炼渣加入量下燃烧合成产物的宏观形貌：(a) 2 g; (b) 4 g; (c) 6 g; (d) 8 g; (e) 10 gFig.3 Macroscopic morphologies of products fabricated by combustion synthesis with different LF refining slag additions: (a) 2 g; (b) 4 g; (c) 6 g; (d) 8 g; (e) 10 g

3.1.2 LF精炼渣加入量对耐磨层微观结构的影响

图4为不同LF精炼渣加入量下燃烧合成产物的耐磨层中硬质相微观形貌，图5为LF精炼渣加入量为8 g时钢板与耐磨层连接处的显微组织。结合图4和5可知，燃烧合成制备的复合材料耐磨层的物相组成为铁素体(基体)+TiB₂ (硬质相)+TiC (硬质相)，钢板的物相组成为铁素体(基体)+渗碳体(硬质相)。文献[24]的研究结果表明，硬质相TiB₂在耐磨层中呈块状且颜色较深，TiC呈不规则形状且颜色较浅。由图4可知，随着LF精炼渣加入量增加，耐磨层上中部的硬质相数量呈现先减少后增多的趋势，耐磨层下部的硬质相尺寸较小且数量变化较小，这主要是因为在上中部随着LF精炼渣加入量增加，熔体温度降低，硬质相尺寸随着熔体温度降低而变小^[25]，硬质相的总含量一定，硬质相尺寸变小，数量变多。LF精炼渣加入量为2~8 g时，气孔数量先增多后减少，气体无法排出时会阻碍硬质相扩散，而下部有夹渣现象存在，底部温度下降较快，导致硬质相尺寸较小；LF精炼渣加入量为10 g时虽然没有夹渣现象存在，但此反应体系温度最低，耐磨层上、中、下部的硬质相尺寸都较小。

图4 不同LF精炼渣加入量下不同部位耐磨层中硬质相的微观形貌：(a₁~a₃) 2 g; (b₁~b₃) 4 g; (c₁~c₃) 6 g; (d₁~d₃) 8 g; (e₁~e₃) 10 g; (a₁~e₁) 上部; (a₂~e₂) 中部; (a₃~e₃) 下部Fig.4 Micromorphologies of the hard phase in different parts of the wear-resistrant layer with different LF refining slag additions: (a₁~a₃) 2 g; (b₁~b₃) 4 g; (c₁~c₃) 6 g; (d₁~d₃) 8 g; (e₁~e₃) 10 g; (a₁~e₁) upper part; (a₂~e₂) central part; (a₃~e₃) lower part

图5 LF精炼渣加入量为8 g时燃烧合成产物界面的显微组织Fig.5 Microstructure of the interface of products fabricated by combustion synthesis with 8 g LF refining slag addition

此外，由图4(a_1~3)可以看出，中下部硬质相分布较多，下部分布更为密集，上部较少；由图4(b_1~3)和图4(a_1~3)对比可以发现，LF精炼渣加入量为2和4 g时硬质相TiC-TiB₂的分布差别较小；由图4(c_1~3)可以看出，下部TiC-TiB₂分布更多；由图4(d_1~3)可以看出，中上部硬质相含量较低，下部硬质相含量较多；由图4(e_1~3)可以看出，上、中、下两种硬质相分布较为均匀，硬质相尺寸最小。出现上述现象的原因是，对于图4(a_1~3)，一方面LF精炼渣铺在最上面一层，在点燃的瞬间，铺在上层的LF精炼渣会吸收一部分热量，导致耐磨层的上部热量比下部热量低，而反应产生的熔体温度较高时，有利于硬质相颗粒的聚集和长大，另一方面，熔体凝固时间较长，TiC-TiB₂有充足的时间聚集和长大；对于图4(c_1~3)，虽然LF精炼渣加入量增加，吸收反应体系的温度更多，但结合图3的宏观形貌可以发现，燃烧合成产物耐磨层和钢板的结合处存在严重的夹渣现象，导致底部温度下降很快，温度较低时下部的Al₂O₃还未上浮至上部即发生凝固，而未上浮的Al₂O₃会阻碍TiC-TiB₂硬质相扩散；对于图4(d_1~3)中出现的现象，结合图3的宏观形貌可以发现，在耐磨层和钢板的结合处存在夹渣现象；对于图4(e_1~3)中出现的现象，结合图3的宏观形貌可分析发现，燃烧合成产物耐磨层和钢板的结合处不存在夹渣现象且结合程度最好，说明在此反应体系下，LF精炼渣吸收热量更充分且燃烧合成产物耐磨层的上、中、下部反应体系温度相差不大，LF精炼渣加入量最高，反应体系的温度较低，晶粒尺寸随着熔体温度降低而变小。

为了进一步探讨耐磨层与钢板的结合程度，对燃烧合成产物的界面处进行显微形貌观察及EDS线扫描分析，结果如图6所示。由图6可知，随着LF精炼渣加入量增加，界面处裂纹数量逐渐减少，界面处结合程度变好，LF精炼渣加入量为2 g时界面缩孔的体积分数最高，达到10.14%；LF精炼渣加入量为10 g时界面没有缩孔。这主要是因为随着LF精炼渣加入量增加，熔体温度逐渐降低，当熔体温度较高时，Cr的扩散量较大，Cr会以替换原子的形式替换铁原子，造成熔体密度降低，凝固收缩量增加，缩孔量增加。

图6 不同LF精炼渣加入量下燃烧合成产物界面微观形貌及能谱分析：(a₁~e₁) 2, 4, 6, 8, 10 g下的微观形貌；(a₂~e₂) 2, 4, 6, 8, 10 g下的能谱分析Fig.6 Micromorphologies and EDS analysis of the interface of products fabricated by combustion synthesis with different LF refining slag additions: (a₁~e₁) micromorphologies of 2, 4, 6, 8, 10 g addition; (a₂~e₂) EDS analysis of 2, 4, 6, 8, 10 g addition

3.2　LF精炼渣加入量对复合材料性能的影响

3.2.1 LF精炼渣加入量对耐磨层致密度的影响

对不同LF精炼渣加入量的燃烧合成产物进行磨抛处理，统计燃烧合成产物耐磨层的致密度，结果如图7所示。耐磨层致密度受气孔影响^[31]，随着LF精炼渣加入量增加，熔体温度降低，凝固时间缩短，铝蒸发量减少，耐磨层中气体生成量降低，降低的速率随着精炼渣加入量增加而减小。耐磨层中气体的逸出量减少的速率随精炼渣加入量增加而增大，迭代的结果导致耐磨层中的气体量先减少后增加，耐磨层致密度呈先减小后增加再减少的趋势，LF精炼渣加入量为6 g时存在严重的夹渣现象，夹渣处沿水平方向的传热增加，温度下降较快，接触夹渣的坯壳增厚变硬，导致此方向气体扩散受阻，气体集中在靠近底部夹渣的熔体处，气孔变多变大，导致耐磨层致密度下降。由图7可知，耐磨层致密度先降低后增加再降低，在LF精炼渣加入量为10 g时，致密度最低，仅仅为74.77%；在LF精炼渣加入量为8 g时，致密度最高，达到80.75%。LF精炼渣加入量为8 g时可以有效抑制耐磨层中气孔的生成，从而提高耐磨层致密度。添加LF精炼渣后的致密度均在74.77%以上，比Sun等^[24]未添加的LF精炼渣的Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨层的致密度(67.5%)高，这说明添加LF精炼渣后耐磨层致密度有所提高。

图7 不同LF精炼渣加入量下的耐磨层致密度Fig.7 Densities of the wear-resistant layer with different LF refining slag additions

3.2.2 LF精炼渣加入量对耐磨层耐磨性能的影响

硬度是衡量金属基陶瓷复合耐磨材料耐磨性能的一个重要指标，不同LF精炼渣加入量下的耐磨层硬度测试结果如图8所示。由图8可知，随着LF精炼渣加入量增加，燃烧合成产物耐磨层的平均硬度呈增加趋势，各部位硬度差异先增大后减小，加入量为10 g时，差异最小，平均硬度最大，达到32.8 (HRC)。

图8 不同LF精炼渣加入量下耐磨层的硬度Fig.8 Hardness of the wear-resistant layer with different LF refining slag additions

硬度受硬质相影响^[32]，金属基陶瓷材料中的硬质相具有高硬度，同时硬质相颗粒会造成耐磨层产生晶格畸变，阻碍位错运动发生，减弱了材料的抗压变形的能力，增加了复合材料的硬度^[33]。本研究中，各组实验中添加的硬质相总量不变，硬质相尺寸变小时数量增加，因此随着LF精炼渣加入量增加，熔体温度降低至一定程度后，异质形核难以发生，此时析出相尺寸变得均匀细小，数量增加，燃烧合成产物耐磨层的硬度增大。LF精炼渣加入量为6 g时，出现严重的夹渣现象，导致熔体的传热不均匀，呈现图4中的硬质相分布，耐磨层上、中、下的硬度差异很大；LF精炼渣加入量为10 g时，未出现夹渣现象，图4中的显微形貌中耐磨层的上、中、下的硬质相分布较均匀，导致耐磨层上、中、下的硬度差异很小。同时，硬度还受Cr元素影响，在Fe-Cr合金中，随着Cr含量增加，合金的硬度显著提升^[34]。Cr由Al和CrO₃反应获得，所以随着LF精炼渣加入量增加，反应体系温度降低，Al的蒸发减少，Cr含量增多，硬度增大。

为了分析LF精炼渣的加入量对燃烧合成产物耐磨层的耐磨性能的影响，在室温下对燃烧合成产物进行磨料磨损性能测试，图9为LF精炼渣加入量对燃烧合成产物耐磨层的单位面积磨损量的影响。由图9可知，随着LF精炼渣加入量增加，燃烧合成产物耐磨层的单位面积磨损量先降低后升高再降低最后升高，燃烧合成产物耐磨层的耐磨性能先升高后降低再升高最后降低。LF精炼渣加入量为8 g时，耐磨层的单位面积磨损量最少，耐磨性能最好，LF精炼渣加入量为6 g时，耐磨层的单位面积磨损量最多，耐磨性能最差。

图9 不同LF精炼渣加入量下耐磨层的单位面积磨损量Fig.9 Abrasion loss per unit area of the wear-resistant layer with different LF refining slag additions

磨损由材料脱离磨损表面而形成，材料的耐磨性能受硬度^[35]和致密度^[36]影响，Fe-Cr基陶瓷材料的硬度反映了材料耐磨层抵抗物料压入表面的能力，硬度越高，物料侵入的深度越浅，产生磨损的体积越小，耐磨性能越好。本研究中致密度对材料的耐磨性能主要受气孔影响，研究^[37]表明气孔相当于一种缺陷，它会造成应力集中，加速裂纹扩展，降低晶粒之间的结合强度，在摩擦力的作用下，气孔可能会彼此连接形成裂纹源，加速材料磨损。结合图8硬度和图7致密度的结果进行分析，LF精炼渣加入量由2 g增大至4 g时，耐磨层致密度降低但差别较小，但硬度大幅提升，所以耐磨层的单位面积磨损量减少，耐磨性能变好；LF精炼渣加入量由4 g增加至6 g时，耐磨层硬度差别很小，但致密度降低，LF精炼渣加入量为6 g时，宏观形貌上耐磨层的气孔多且大，导致耐磨层的单位面积磨损量最大，达0.27 g/cm²，耐磨性能变差；LF精炼渣加入量为8 g时，硬度与其他加入量相比差别较小，但此时致密度最高，宏观形貌上耐磨层上气孔的数量最少且很小，耐磨层的单位面积磨损量最少，仅为0.12 g/cm²，耐磨性能最好；LF精炼渣加入量为10 g时，与加入量为8 g时相比硬度差别较小，但此时致密度最差，导致耐磨层的单位面积磨损量增加，耐磨性能变差。综上可知，复合材料的耐磨性能受致密度和硬度影响，当硬度差异较小时，耐磨层的耐磨性能随着致密度提高而提高；当致密度差异较小时，耐磨层的耐磨性能随着硬度提高而提高。

4 结论

采用燃烧合成技术制备了不同LF精炼渣加入量的Fe-Cr基陶瓷复合材料，对复合材料的致密度和耐磨性能进行了探究，得到以下结论：

(1) 随着LF精炼渣加入量增加，耐磨层的致密度先降低后增加再降低。在LF精炼渣加入量为10 g时，致密度最低，仅为74.77%；在LF精炼渣加入量为8 g时，致密度最高，达到80.75%。

(2) 随着LF精炼渣加入量增加，耐磨层的平均硬度呈增加趋势，各部位硬度差异先增大后减小，LF精炼渣加入量为10 g时各部位硬度差异最小，硬度最大，达到32.8 (HRC)。

(3) Fe-Cr基陶瓷复合材料的耐磨性能受致密度和硬度影响，当硬度差异较小时，致密度越高的材料耐磨性能越好，当致密度差异较小时，硬度越高的材料耐磨性能越好。LF精炼渣加入量为8 g时，耐磨层的单位面积磨损量最少，仅为0.12 g/cm²，耐磨性能最好；LF精炼渣加入量为6 g时，耐磨层的单位面积磨损量最多，达到0.27 g/cm²，耐磨性能最差。

略

Effect of LF refining slag addition on wear resistance of Fe-Cr based ceramic composites

Guochun DONG Hao WU Haoran LIN Sufen TAO Long CHEN

School of Metallurgical Engineering, Anhui University of Technology, Ma'anshan, Anhui 243002, China

Abstract: LF refining slag contains iron oxide, calcium oxide, silicon dioxide, aluminum oxide, magnesium oxide, iron and so on. However, it is always piled up as solid waste, which not only pollutes the environment but also results in the waste of alloying elements. Some of the alloying oxide can be reduced by Al during thermite reaction, which can reduce waste of alloying elements in LF slag. Calcium oxide can react with aluminum oxide formed by thermite reaction, which can reduce melting point of aluminum oxide and make it easy to float. In addition, mixture of LF refining slag and CaF₂ can be added as coolant, which will solve the problems of evaporation of reaction raw materials and low density of Fe-Cr based ceramic composites caused by high heat release of combustion synthesis reaction system, to absorb reaction heat and reduce the temperature of reaction system to reduce the evaporation of raw materials. However, the wear-resistant layer could not connect with the steel plate as too many LF refining slag were added. In this work, in order to explore the appropriate amount of LF refining slag, 2, 4, 6, 8, 10 g LF refining slag and 2.39, 2.50, 2.60, 2.71, 2.81 g CaF₂ were designed to study the welding area of steel plate and wear-resistant layer, the density, hardness, and wear resistance of samples fabricated by combustion synthesis. The results showed that the density of wear-resistant layer was the best as added 8 g LF refining slag; abrasion loss per unit area of wear-resistant layer was the least as added 8 g LF refining slag; the hardness of the wear layer was the highest as added 10 g LF refining slag; the welding area of wear-resistant layer and steel plate was the largest as added 10 g LF refining slag. Both density and hardness had positive effect on the wear resistance of the composite, which would be increased with increase of each of them as difference of the other property was not large. In summary, in order to obtain high wear resistance while ensuring the uniformity of other properties of Fe-Cr based ceramic composites, the optimal addition amount of LF refining slag is 8 g.

Keywords: combustion synthesis；LF refining slag；composite material；wear resistance

引用本文：董国春, 吴浩, 林浩然, 等. LF精炼渣加入量对Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨性能的影响. 过程工程学报, 2024, 24(6): 716-725. (Dong G C, Wu H, Lin H R, et al. Effect of LF refining slag addition on wear resistance of Fe-Cr based ceramic composites (in Chinese). Chin. J. Process Eng., 2024, 24(6): 716-725, DOI: 10.12034/j.issn.1009‑606X.223267.)

作者简介：董国春，硕士研究生，材料科学与工程专业，E-mail: dgc12323@163.com；

通讯作者：陶素芬，讲师，研究方向为燃烧合成制备金属基陶瓷复合耐磨材料关键技术，E-mail: ustbtsf@163.com

基金信息：国家自然科学基金资助项目(编号：52204329)

中图分类号： TB33

文章编号：1009-606X(2024)06-0716-10

文献标识码： A

收稿日期：2023-10-09

修回日期：2023-12-12

出版日期：2024-06-28

网刊发布日期：2024-06-26

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过程工程学报

《过程工程学报》(月刊)创刊于1976年，由中国科学院过程工程研究所主办、科学出版社出版。《过程工程学报》以过程工程科学为学科基础，重点刊登材料、化工、生物、能源、冶金、石油、食品、医药、资源及环境保护等领域中涉及过程工程的原创论文。

董国春, 吴浩林, 浩然, 等丨LF精炼渣加入量对Fe-Cr基陶瓷复合材料耐磨性能的影响

1 前 言

2 实 验

2.1 材料与试剂

2.2 实验设备与分析仪器

2.3 实验方法