原料粉末形貌对纳米W/WC粉末均匀性的影响

以不同钨酸盐前驱体制备的黄钨(YTO)、紫钨(VTO)和细黄钨(AYTO)为原料,在五带控温管式炉中于560⁷60℃氢还原约300 min获得纳米W粉,通过干磨搅拌配碳将纳米W粉和粉状碳黑粉末混合均匀,然后置于通氢钼丝炉中在1 180℃碳化获得纳米WC粉,并制备了W-30%Cu、WC-30%Cu(质量分数)复合材料烧结体,研究了原料粉末形貌对W、WC粉末的均匀性的影响。通过比表面测定仪和费氏粒度仪测定了粉体的比表面和粒度,用扫描电镜(SEM)观察了粉末的形貌和烧结体的显微组织结构。结果表明,不同形貌的原料制备的纳米W和WC粉末的均匀性不同,钨酸盐(B)制备的细黄钨(AYTO)相成分单一,颗粒细小,具有疏松、多孔形貌结构,以其为原料所获纳米W粉、WC粉末夹粗少,均匀性好,晶粒聚集少。     

两步碳化制备纳米WC粉末及其合金性能

研究了两步碳化工艺对氢还原/碳化制备的纳米WC粉末及其WC-Co合金性能的影响。结果表明,WC粉末的晶粒聚集和异常粗大颗粒主要是由于碳化初期钨颗粒因烧结合并增粗,而钨粉碳化不完全主要是由于碳化后期的温度偏低,利用先低温碳化后高温碳化的两步碳化工艺不仅能够有效抑制纳米颗粒烧结合并增粗,而且可以使钨粉充分碳化,得到颗粒细小、均匀,W2C含量极少的WC粉末;采用1120℃碳化加1180℃碳化的两步碳化工艺制备出的138 nm的WC粉末,W2C含量少于0.5%(质量分数),以其为原料制备的WC-Co烧结体显微组织结构均匀,为超细晶硬质合金,综合性能优良,洛氏硬度HRA高达93.7,抗弯强度高达4380 MPa。     

氧化钨的形貌结构对纳米WC粉末均匀性的影响

研究了在传统氢还原工艺制备纳米碳化钨粉末过程中不同氧化钨的形貌结构对纳米W/WC粉末均匀性的影响,并对粉末及其WC-Co烧结体的性能进行了表征。结果表明,用具有疏松、多孔形貌结构的细小氧化钨颗粒更容易制备出结构较疏松、分散性较好的纳米W粉和WC粉。晶粒聚集和异常粗大颗粒的产生,主要与碳化过程中团聚纳米钨粉颗粒因烧结合并增粗有关。     

纳米钨/碳化钨粉末的形貌遗传特性及其对粉末均匀性的影响

为研究氧化钨的形貌结构对纳米钨粉末制品均匀性的影响,用X射线衍射分析仪和电子扫描电镜对普通黄钨在660℃下还原的过程产物进行了分析、观测。同时分别以普通黄钨和强力球磨分级处理的细黄钨为原料,采用经优化的工艺条件制备出了纳米W、WC粉末,并对粉末及其快速烧结体的显微组织结构进行了观察、分析。结果表明,不同形貌结构原料制备的纳米W、WC粉末,均呈现出不同程度的形貌结构遗传特性,强力球磨分级处理所获细黄钨颗粒细小、形貌结构疏松,更容易制备出结构较疏松,分散性较好的纳米W、WC粉末。     

矿用硬质合金WC晶粒均匀性及板状形貌异常长大的控制

针对矿用硬质合金对微观结构均匀性的要求,以WC-Co硬质合金为研究对象,研究了WC原料、球磨工艺、钴含量、碳含量、添加剂、烧结温度等因素对WC晶粒均匀性的影响,制备了14组合金试样,通过对烧结后合金的微观结构观察,分析研究了以上因素对WC晶粒均匀性的影响。其中重点分析了硬质合金微观组织中WC晶粒呈板状形貌异常长大的原因。研究结果表明:球磨过程中产生的细小WC数量越多,越易于出现板状晶;硬质合金中板状晶的出现与钴含量、烧结温度、抑制剂、球磨时间、WC原始粒度都有密切关系;WC粒度增加、钴含量降低、球磨时间减少、烧结温度降低和添加抑制剂均可提高WC晶粒的均匀性并降低合金中出现板状晶的可能性。     

烧结温度和时间对WC-24%Co硬质合金的WC晶粒形貌影响

本文以双峰粒度分布的粗晶WC为原料,研究了烧结温度和时间对高钴粗晶WC-24%Co硬质合金的WC晶粒形貌的影响规律,结果表明:随着烧结温度的降低,W和C原子迁移能量位垒增高,W和C原子的扩散速度降低,从而降低了液相烧结过程中的WC晶粒的生长速度,导致粗WC晶粒尺寸明显减小,WC晶粒形貌从具有棱角形貌转变成圆钝形貌,细WC晶粒的形貌从三棱柱向球形形貌转变。相应地,在1 450℃烧结温度下延长保温时间,WC晶粒进一步生长,WC晶粒有生长成平衡态形貌(截三棱柱)的趋势;在1 350℃烧结温度下延长保温时间,WC晶粒出现了层-层结构台阶形貌。     

WC粒径对WC-Co硬质合金高温耐磨性的影响

使用粉末冶金的方法制备了不同WC粒径的硬质合金,对不同WC粒径的硬质合金材料的组织和性能进行了研究,并进行了高温摩擦实验.结果表明,平均晶粒尺寸随着WC粒径的增加而增加,其WC晶粒发生异常长大的趋势更明显,晶粒分布范围更大.此外,除了韧性,硬度和强度都会随着WC粒径的增加而减小,WC粒径为2.5 μm的硬质合金具有较好...     

直接碳化与煅烧-碳化工艺对WC-Co复合粉性能的影响

以偏钨酸铵、醋酸钴、裂解碳为原料,配置成料浆,通过喷雾干燥-氢气还原碳化(简称直接碳化法)和喷雾干燥-氮气煅烧-氢气还原碳化(简称煅烧-碳化法)制备WC-Co复合粉。对两种工艺制备粉末的性能和形貌进行对比,发现直接碳化法制备的WC-Co复合粉的颗粒在10¹00μm、平均粒度在50μm,大部分球形壳破裂,粉末仍然保持球形骨架,粉末松装密度小、流动性差;煅烧-碳化法制备的WC-Co复合粉末的颗粒度在10100μm、平均粒度在50μm,大部分球形壳破裂,粉末仍然保持球形骨架,粉末松装密度小、流动性差;煅烧-碳化法制备的WC-Co复合粉末的颗粒度在10⁵0μm、平均颗粒度25μm,粉末球形度高、流动性好。将两种工艺制备的粉末制成YG6合金,对比发现直接碳化法得到WC-Co复合粉制备成的硬质合金硬度高、晶粒度小、密度高、孔隙度低、致密度高;将两种工艺制备的粉末进行热喷涂,发现煅烧-碳化法制备的粉末热喷涂时,涂层表面致密度高、WC保留率高、硬度高。     

WC-Co合金中晶粒形貌的演变机制及其对合金性能的影响

本文研究WC-Co合金中晶粒形貌的演变机制,以及C含量、晶粒抑制剂VC对WC晶粒形貌的影响,探讨了WC晶粒形貌对硬质合金硬度和断裂韧性的影响。结果表明:高C合金中更容易出现三棱柱形晶粒形貌,而低C合金中更容易出现截断三棱柱形晶粒形貌;添加VC的合金WC晶粒会产生尖锐的三角棱柱晶粒,未添加VC的合金WC晶粒形貌为截断三棱柱形;板状晶粒合金的宏观硬度更高,且更容易发生穿过WC晶粒的断裂,三棱柱晶粒以WC晶粒边界断裂为主,其次是沿WC/Co边界断裂。     

热处理对粉末高温合金不均匀变形的改善作用

粉末高温合金因合金化程度高、可锻性差,在锻造加工过程中容易发生不均匀变形和开裂.利用OM、SEM和TEM分析粉末高温合金易产生不均匀变形的组织原因,初步探索了退火处理对改善组织,提高可锻性的原因.结果表明:由于晶粒转动和第二相不均匀分布引起的微观不均匀变形是导致宏观不均匀变形的直接原因;经锻前多台阶热处理后,三晶粒交界处生成细小等轴晶层,第二相弥散分布均有利于粉末高温合金变形.     

基于棒材的多通道超声检测系统的高温合金组织均匀性检测

高温合金锻件出现混晶或者组织不均匀现象时,材料的性能会下降,有效的超声无损检测方法可以对高温合金组织的均匀性进行评价。由于组织均匀性影响超声波信号在材料中的传播,故超声波在高温合金材料中的散射噪声分布,可以反映材料的组织差异。以某牌号高温合金锻造棒材作为试验对象,采用基于棒材的多通道超声自动检测系统进行超声波数据采集,在Ф0.8mm平底孔当量的灵敏度条件下对每个深度噪声信号进行分析。通过处理超声检测相应部位的显微组织数据,得到噪声信号的平均值与晶粒直径在99%置信区间显著正相关,噪声信号标准差与晶粒直径变异系数在95%置信区间显著正相关的结论。进一步结合聚类分析可以确定:当噪声平均值为1.6%~1.79%,噪声标准差为0.6~0.8时,材料为混晶组织;当噪声平均值为1.81%~2.6%,噪声标准差大于1时,材料含有树枝晶组织。     

碳化温度对超细WC粉末性能与合金性能的影响

本文探讨了碳化温度对超细WC形貌、粒度、亚晶尺寸等粉末性能的影响和不同碳化温度制备的超细WC粉末对合金强度、硬度、微观结构等合金性能的影响。粉末样品的制备采用钨粉与炭黑的混合物为试验原料,在中频电炉中,分别于1 450、1 480、1 520℃碳化,利用Fsss粒度仪、SEM电镜、马尔文激光粒度分布仪、X射线衍射仪等仪器对粉末样品进行分析检测;制备的粉末样品加入细钴粉按照6%配成合金,采用1 410℃与1 450℃两个烧结温度制备成合金试验样品,测维氏硬度,抗弯强度,用金相显微镜观察合金的组织结构,比较不同碳化温度制备的超细碳化钨在不同的烧结温度下制备的合金性能与组织结构的差异。研究表明:碳化温度对超细碳化钨各项性能及超细合金各项性能有较大的影响,温度在1 480℃以下,单颗粒与单颗粒之间的烧结长大比较微弱,单颗粒内部的亚晶长大也很微弱,但当温度升高到1 520℃,亚晶尺寸有明显升高,粉末结晶更趋完整。低温碳化的超细碳化钨,结晶不完整,缺陷较多,粉末活性高,容易长粗,矫顽磁力降幅较大,造成合金的微观结构不均匀。高温碳化的超细碳化钨在1 410℃烧结制备的合金试样的综合性能与微观结构要优于1 450℃烧结制备的合金试样。     

高温合金Inconel718、Inconel706和Inconel706M电渣重熔组织均匀性

对比研究了高温合金Inconel 718、Inconel 706和Inconel 706M电渣重熔铸锭的枝晶组织和析出相差异。结果表明,在3种高温合金中,718铸锭中心区域的枝晶间距与边缘区域的差值最小,并且主要偏析元素Nb和Ti在铸锭中心的偏析率与边缘的差异也最小,718铸锭的宏观组织均匀性最好;706M铸锭中心与边缘的枝晶间距差值最大,且铸锭中心的Nb元素偏析率与边缘的差异达到0.91%,铸锭宏观组织均匀性最差。718铸锭枝晶间易富集正偏析元素Nb和Mo,最高含量分别达到6.82%和3.01%;706、706M铸锭枝晶间最高Nb含量均低于4%,Ti元素含量最高均达到2%以上,同时706及706M铸锭组织中Nb的偏析率依然很大。706铸锭组织中Laves相最多,中心位置Laves相含量达到3.9%,边缘含量降低超过2%,分布不均匀;706M铸锭组织中Laves相最少,中心及边缘含量均低于2%,含量分布比较均匀。与718和706相比,706M铸锭中心区域的碳氮化物平均长度与边缘的差异最大,且组织中存在更少的针状相。     

渗碳工艺对WC-Co梯度硬质合金的梯度结构和硬度的影响

对缺碳硬质合金采用渗碳处理制备梯度硬质合金,利用显微组织分析和维氏硬度测试等方法,研究渗碳工艺对梯度硬质合金的梯度结构和硬度的影响。结果表明：渗碳处理后随着渗碳时间延长,梯度层厚度增大,长时间渗碳还会出现梯度结构消失现象;渗碳时表面层WC晶粒长大,且渗碳时间越长晶粒长大越严重;渗碳后梯度硬质合金的表面硬度明显提高;渗碳后合金的表面硬度明显高于烧结态合金的表面硬度;随着渗碳时间的延长,合金表面硬度先增大后减小;合金的硬度在截面上沿梯度方向呈连续梯度变化,合金表面层因WC含量较高、钴含量较低而具有较高的硬度,中间层因钴含量较高、WC含量较低,其硬度较低。     

铁相形貌对铝硅合金高温拉伸断裂机制的影响

研究了不同铁相对铝硅合金高温拉伸性能及其断面显微组织、形貌的影响。结果表明:当合金中铁相形貌呈针状时,合金高温拉伸强度较好,但塑性较差;当合金中铁相形貌呈鱼骨状时,合金高温拉伸强度低于前者,但塑性较好。通过断面显微组织及断口形貌分析可知,含鱼骨状铁相的试样断口为典型塑性断裂特征,而含针状铁相的试样断口为典型脆性断裂特征。裂纹扩展均为沿晶断裂方式。     

碳对镍基单晶高温合金碳化物形貌的影响(英文)

在抽拉速率为50μm/s的条件下制备5种不同含碳量的单晶高温合金,研究碳对单晶高温合金中碳化物形貌的影响。研究发现,铸态组织中存在4种形貌的MC型碳化物,呈针状、球状、块状以及中文汉字状。随着碳含量的增加,碳化物的体积分数增大而共晶组织的体积显著减少。同时,碳化物的尺寸随着碳含量的增加亦呈增大趋势。     

WC粒度对梯度硬质合金组织和性能的影响

由于不同材料的热膨胀系数不同,涂层在冷却过程中可能因为热应力不同而产生裂纹,表面富粘结相的梯度硬质合金基体因粘结相含量高,韧性好,能有效吸收裂纹扩展时的能量,延长涂层刀具的使用寿命。为了研究WC晶粒度对梯度硬质合金的组织及性能的影响,制备了三种WC粒度的硬质合金。采用XRD和SEM对梯度硬质合金的相成分、微观组织进行了分析。实验结果表明,三种WC晶粒度的硬质合金表面均形成了梯度层。随着WC晶粒度的增大,梯度层厚度减小,抗弯强度和断裂韧性增大。三种梯度硬质合金表层显微硬度分布趋势相似。当WC晶粒度较小时,梯度硬质合金无梯度的合金芯部断裂形式均以沿晶断裂方式为主,随着WC晶粒度的增加,穿晶断裂方式增多;梯度表层出现了Co相变形和撕裂形貌,存在蜂窝状的韧性花样。     

WC块球磨工艺对WC粉及其合金性能的影响

本文在球料比为1.5∶1的情况下对40型和200型WC块进行球磨,研究了球磨时间对球磨后WC粉的化学成分、粒度及粒度分布、亚晶尺寸、形貌等的影响.然后,选取球磨1h和16 h的WC粉为原料,在相同的工艺条件下制备成合金,观察了合金形貌,检测了合金磁力、密度、硬度等性能.结果表明:随着球磨时间的延长,WC粉的粒度和总碳量降低,氧含量增加,粒度分布发生明显变化:随着球磨时间的延长,粒度分布曲线的峰值不断向左(即粒度细的方向)快速移动;随着球磨时间的延长,首先是粘结的WC颗粒分离,然后多晶WC颗粒沿晶界面破裂,最后不规则的粗大WC晶粒发生穿晶断裂并产生大量的微细粉末;随着球磨时间的延长,晶粒内部的亚晶尺寸不断变小.40型WC块经过长时间球磨后,其制备的合金的矫顽磁力和抗弯强度都减少,而其它性能没有明显变化.200型WC块经过长时间球磨后,其制备的合金的矫顽磁力减少,而其它性能也没有明显变化.200型WC块长的球磨时间容易造成合金中WC晶粒不均匀长大.     

大体积K4169高温合金深过冷及其组织均匀性的研究

本文在传统深过冷工艺的基础上,通过对传统工艺中B2O3玻璃净化法和循环过热方法的改进,可使较大体积K4169高温合金稳定地获得200K以上过冷度,其中100g合金熔体的最大过冷度达281K。采用ANSYS软件模拟了100gK4169高温合金冷却过程中熔体温度场的分布,熔体形核前最大温差仅为14K。在此基础上观察合金不同部位的凝固组织,发现组织随着形核温度的升高而增大。总体来看组织只有微小差别,其平均晶粒尺寸为12?2μm,与模拟结果相吻合。