热等静压对铸件致密化及组织演变机理的影响研究

研究了铸件制品的热等静压致密化机理,分析了铸件制品热等静压的致密化模型,综合应用合金的蠕变理论和粉末冶金的烧结理论,利用现有的物理和数学模型对铸件在热等静压过程中的内部孔洞类缺陷闭合过程机理进行了阐述。确认了热等静压过程中起主要致密化作用的孔洞形变机制,为选择制定合适的热等静压工艺参数提供了理论参考。     

HIP技术在改善铸件致密化方面的应用

热等静压(HIP)利用高温高压实现铸件内部疏松蠕变扩散,达到致密化的目的,使铸件的力学性能显著提高,提升了铸件使用的安全性和可靠性。简要介绍了热等静压技术的发展和原理,概述了其在钛合金、高温合金、铝合金、镁合金铸件致密化处理上的应用。     

热等静压对元素扩散及镍基合金组织和性能的影响

本文就不同工艺制度的热等静压(HIP)处理对K18精铸高温合金微观组织和性能的影响进行了较为系统的研究。作为此项工作的基础,文中首先以NiCr扩散偶为研究对象,讨论了等静压力对元素扩散的影响。得出结论,压力使扩散系数增大,得到关系式D=nA~P。分别讨论了等轴晶和柱状晶组织在HIP处理后高温力学性能的改变,并得出结论,等轴晶组织持久性能的提高主要是疏松闭合的结果,而柱状晶组织持久性能的提高主要是微观组织改善的结果。本文还研究了HIP处理后冷却速度对组织和性能的影响,冷速Z与r′尺寸C的关系式为ZaC~(-0.7)。     

热处理对高温钛合金TG6铸造组织及性能的影响

对熔模精铸TG6合金进行了热等静压和退火热处理试验,研究了其铸态、热等静压态和退火态的显微组织和力学性能。结果表明,该合金在铸态下为晶粒粗大的魏氏组织,组织中存在缩松缺陷,合金抗拉强度为871.3MPa,塑性0.8%,合金组织中的疏松缺陷为断裂的裂纹起始源;通过热等静压后该合金抗拉强度及伸长率提高到950.7 MPa和3.7%;经过750℃退火热处理后,组织中β板条部分溶解,并析出(TiZr)6Si3硅化物,合金的室温拉伸延伸率提高到5%以上,强度相对于热等静压未发生明显改变,断口表现为解理断裂。     

舰船用大功率柴油机气缸套离心铸造工艺优化

采用ProCAST对K4169高温合金气缸套离心铸造过程进行相关模拟研究,分析浇注温度、离心转速、铸型温度等工艺参数变化对铸件凝固过程温度场及液面分布情况的影响,对铸造过程会产生的疏松缩孔等组织缺陷进行预测,计算模拟出模具外径56 mm、内径38 mm、长度500 mm的K4169离心铸管的最佳离心铸造工艺参数。采用此工艺参数能够明显改善离心铸造铸件凝固过程中的疏松缩孔等冶金缺陷,提高产品质量。     

碳含量对热等静压FGH4169合金原始颗粒边界与力学性能的影响

用3种不同碳含量的GH4169合金粉末为原料,采用粉末热等静压+热处理工艺制备碳含量(质量分数,下同)分别为0.026%,0.045%和0.078%的FGH4169合金,研究碳含量对FGH4169合金PPB(prior particle boundary,原始颗粒边界)和力学性能的影响。结果表明,随碳含量从0.026%增加到0.078%,FGH4169合金析出碳化物增多,超过0.078%后,形成PPB;FGH4169合金中碳化物主要为富Ti和Nb的MC型碳化物,但碳含量对合金中碳化物的种类及形貌没有明显影响;在一定碳含量范围内,随碳含量增加,FGH4169合金基体上析出的γ'相数量减少,且碳化物越来越趋向于在原始颗粒边界聚集,导致合金的室温和650℃高温强度和塑性逐渐减小。     

K17合金热等静压滞后热处理使塑性下降原因的探讨

K17合金在热等静压后进行再热处理,能提高合金的高温持久与抗拉性能,但其塑性明显下降。本文针对此问题作了专门的分析与研究。对铸态、热等静压态及不同热处理制度下高温拉伸试样的金相与断口分析表明,合金塑性的好坏主要取决于晶界处阻挡裂纹扩展的颗粒的大小与数量。在Y+Y′共晶尾部出现的大批微裂纹也加速了高温沿晶的断裂。     

热处理工艺对ZTC4钛合金显微组织及性能的影响研究

采用金相显微镜(OM)研究了热处理制度对ZTC4钛合金显微组织的演变规律,以及显微组织对力学性能的影响关系.结果表明:ZTC4钛合金铸件由马氏体α'相组成,进行退火以及热等静压+退火热处理后,显微组织均为典型魏氏组织.ZTC4钛合金铸件退火后抗拉强度可达955 MPa,其延伸率和断面收缩率分别为8.8％和13.1％.采...     

粉末氧含量对热等静压FGH4169合金力学性能与组织的影响

以氧含量分别为60×10~(-6),145×10~(-6)和216×10~(-6)的GH4169预合金粉末为原料,采用粉末热等静压法制备成块体合金,然后进行热处理,研究粉末氧含量对FGH4169合金的室温和高温力学性能及组织的影响。结果表明,随原始粉末氧含量从60×10~(-6)增加到216×10~(-6),Al和Ti元素在粉末表面富集,并生成斑点状氧化物;粉末氧含量对FGH4169合金的致密度无明显影响,但可改变合金中碳化物的分布和形态。高氧含量的FGH4169合金中易形成原始颗粒边界(prior particle boundary,PPB),PPB中含有碳化物和氧化物。FGH4169合金在室温和高温下的塑性均随氧含量增加而降低,粉末氧含量为60×10~(-6)和145×10~(-6)时,FGH4169合金在室温和650℃下的强度和塑性都能达到变形GH4169合金的标准值。     

粉末冶金Ti-23Al-17Nb的制备及性能

采用热等静压预合金粉末的方法制备了粉末冶金Ti-23Al-17Nb(原子分数)材料,用于试验的Ti-23Al-17Nb预合金粉末是采用气体雾化工艺制备的。研究了不同的热等静压工艺和热处理工艺对其力学性能的影响。测试了热等静压态和热处理后合金的力学性能,并对其微观组织进行观测。结果表明:热等静压后得到的材料虽然组织均匀、细小,但延伸率才达到2.0%;经固溶时效后,在材料的强度变动不大的情况下,材料的延伸率提高到了4.3%。经不同的固溶时效之后,材料的力学性能差异较大。