PREP法制备球形NiTi合金粉末的特性及显微组织

以NiTi合金棒材为原料,采用PREP法(plasma rotating electrode process,等离子旋转电极雾化法)制备球形镍钛(NiTi)合金粉末,粉末粒度主要分布在60~125μm之间。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与差示扫描量热分析(DSC)等,对不同粒度的NiTi粉末显微组织进行表征。结果表明,粒径较大颗粒(≥178μm)的冷凝组织为胞状晶组织,小尺寸颗粒(≤40μm)表面光滑,无明显结晶组织;大尺寸颗粒主要以B2相为主,同时含有少量Ni_3Ti、NiTi_2二次相,随粉末粒度减小,二次相的生长受到抑制;不同粒径的NiTi合金粉末由于冷却速率不同最终导致相变点温度不同,粒度≥178μm的大颗粒粉末由于发生共析反应生成二次相,使得B2-NiTi相内Ni含量减少,最终导致该粉末的相变点温度高于粒度≤40μm粉末的相变点温度。     

氩气雾化制备高温合金粉末的研究

通过对氩气雾化高温合金粉末的制备研究,讨论了粉末的组织、形貌等同制备工艺的关系。结果表明:AA高温合金粉末以球形为主,具有较高的细粉收得率,小于100μm的粉末达到90%以上。粉末氧含量较低,且随着粉末粒度的变小,氧含量有所增加,粉末中含有极少量的空心粉,随着粉末粒度的减小,粉末空心粉数量不断减少,粉末表面也由枝晶组织逐渐过度为胞状晶组织,夹杂主要为非金属氧化物夹杂,含量较少。     

超音速气雾化制备FeNi30触媒粉末的表征

利用自行研制的超音速气雾化设备制备了FeNi30触媒粉末,对其粒度分布、形貌及晶体结构等进行了表征.结果表明,粉末平均粒度约为26 μm,微分分布曲线呈单峰且接近正态分布.粉末颗粒大部分呈球形或近球形,粒度大的粉末表面相对较为粗糙,有少量卫星球和凹坑,粒度小的粉末表面较为光滑;粉末内部主要有胞状晶、胞状树枝晶和柱状树枝晶等凝固组织,粒度大的粉末主要由胞状晶组成,有少量不发达的枝晶,粒度小的粉末具有较为发达的枝晶,并伴有少量胞状晶;各粒度粉末的晶粒尺寸均较小,基本在1-10 μm之间;各粒度粉末均由面心立方结构的FeNi固溶相组成,晶格常数为(0.3586±0.0001) nm,与金刚石的晶格常数接近.     

雾化法制备高品质钛合金粉末技术研究

研究了惰性气体雾化法和等离子旋转电极法两种雾化法制备工艺所得TA15钛合金粉末的化学成分、粒度分布、颗粒形貌及微观组织。结果表明,雾化法制备的粉末间隙元素增量低,而且颗粒球形度高,颗粒内部是细小的胞状显微组织;惰性气体雾化法制备的粉末细粉收得率较高,有较多的吸附颗粒,颗粒内部有气孔;等离子旋转电极法制备的粉末粒度分布范围窄,颗粒呈规则的球形,表面光亮、圆滑。     

激光3D打印TC4球形合金粉末的制备

采用真空旋转电极气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4钛合金球形粉末,利用SEM、XRD、EDS、激光粒度分析仪、霍尔流速计等分析方法对制得球形粉末的形成机制、表面微观组织、成分、相组成、粒度分布、流动性和松装密度等进行了研究,结果表明:在工艺参数为感应功率60k W,雾化气压6.0MPa条件下,EIGA法成功制备了激光3D打印用TC4钛合金球状粉末,粉末球形度达到98%以上,含氧量(质量分数)为0.09%;合金粉末中Ti、Al、V等元素分布均匀,粉末颗粒表面物相为密排六方α'-Ti单相固溶体;制得的TC4粉末表面平整、光洁,粒度分布均匀,主要粒径在1~180μm之间,粉末流动性为24.1 s/50g,松装密度为2.699 g/cm3,松装密度比为60.93%,符合激光3D打印用TC4钛合金粉末特征要求.     

气体雾化LaNi5型储氢合金粉末特性的研究

采用金相显微镜、扫描电镜、俄歇能谱探针、Ｘ射线衍射对气体雾化法制备的储氢合金粉末的物理特性、表面化学状态、显微组织结构进行了初步探讨，并将其与熔铸破碎法所制备的合金粉末相比较。结果表明：气体雾化法制备的储氢合金粉末氧含量低，呈球形无表面缺陷；物相组成为单一ＬａＮｉ５相；显微结构呈细小胞状晶和枝状晶组织。     

Si含量对超音速气雾化Al-Si合金粉末性能的影响

采用超音速气雾化法制备了Si质量分数分别为11%、22%、27%、50%的4种Al-Si合金粉末,研究了其粒度分布、表面形貌、微观组织、相组成以及粒度对粉末相含量的影响。结果表明,超音速气雾化Al-Si合金粉末粒度呈双峰分布,平均粒度D50约为57μm,粒度分布的几何标准偏差δ不大于1.38;粉末形貌呈球形或近球形,粉末表面有卫星球附着,Si含量的增加将导致粉末表面光洁度变差;粉末颗粒内部存在典型的3种凝固组织:枝晶状Al基体、Al-Si共晶组织以及初生Si组织;初生Si含量随着合金中Si含量的增加而增长,呈现由细颗粒到片状的生长规律;粉末粒度会影响相含量变化,Si质量分数大于11%时,粒径减小将导致共晶相增加。     

氩气雾化高温合金粉末的凝固组织特征

为深入了解高温合金粉末粒度细化对粉末涡轮盘性能的影响,对不同尺寸氩气雾化高温合金粉末的凝固组织特点进行了分析和研究.结果表明:AA粉表面和内部凝固组织主要为树枝晶和胞状晶组织,晶界和枝晶间分布少量富Ti、Nb的MC型碳化物.随着粉末尺寸的减小,冷却速率增大,组织从树枝晶向胞状晶转变,基体γ相晶面间距和点阵常数增加.小尺...     

气雾化制备微细球形钴铬钼钨合金粉末及其SLM成形性能

利用自行研制的防返风超音速气雾化设备制备钴铬钼钨合金粉末,对粉末的形貌、粒度与粒度分布以及显微组织等进行分析,并研究其激光选区熔化成形件的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明,气雾化制备的Co Cr Mo W合金粉末主要为球形,部分有卫星颗粒,粉末组织由胞状晶和树枝晶组成。激光选区熔化成形的成形件表面熔道搭接良好,表面粗糙度为11.0μm,相对密度达到98.7%,组织为γ马氏体和ε马氏体;抗拉强度为1 283 MPa,屈服强度为852 MPa,伸长率为7.9%,显微硬度HV达到398.8;拉伸断口呈现准解理断裂特征。     

紧耦合气雾化技术制备选区激光熔化用18Ni300合金粉末的研究

基于紧耦合气雾化技术制备符合选区激光熔化用18Ni300合金粉末, 重点研究了雾化压力对粉末粒度(中值粒径, D₅₀)、粒度分布、球形度、氧含量、流动性和松装密度等特性的影响。结果表明: 雾化压力对上述粉末特性影响显著, 当雾化压力在3.5 MPa到4.5 MPa范围时, 随着压力的提高, 粉末粒度降低、表面形貌改善、流动性变好、松装密度增加。当雾化压力为4.5 MPa时, 所制备的粉末综合特性最优, 粉末粒度(D₅₀)为34 μm, 球形度为0.77, 氧含量为0.02%(质量分数), 流动性为17.4[s·(50g)-1], 松装密度为4.32g·cm-3, 15~53 μm粒径范围粉末收得率为38.1%, 满足选区激光熔化技术对金属粉末性能的要求。     

紧耦合雾化制备Fe-13%Cr-3%W高温合金粉末

采用紧耦合气体雾化法制备Fe-13%Cr-3%W高温合金粉末,研究雾化气体压力和熔体过热度对粉末粒度及形貌的影响.结果表明,增加雾化气体压力和熔体过热度可以降低粉末的中位径,小于45 μm和小于20 μm粉末的收得率明显增加.粉末形貌均为球形,存在卫星结构粉末及不规则状粉末,雾化气体压力和过热度对形貌的影响不大.还分析了雾化参数对雾化过程及粉末粒度的影响机理.     

紧耦合气雾化制备热喷涂NiCrAlY合金粉

采用紧耦合气雾化技术制备热喷涂NiCrAlY合金粉末，对NiCrAlY合金粉末的物理性能、粒度分布、粉末形貌、微观结构和物相组成等进行了分析。结果表明，粉末以球形和近球形颗粒为主，85%粉末粒径小于150μm。粉末显微组织主要由树枝晶和胞状晶组成，粒径25～250μm的粉末凝固冷速大约在4000～67000 K·s^-1。粒径尺寸小于50μm的粉末内部结构致密，少量尺寸大于50μm的颗粒内部出现凝固缩孔和空心缺陷。粉末晶界和晶内存在Y、Si元素偏析，粉末物相结构主要由γ’-Ni3Al、γ-Ni固溶体相组成。     

TiAl预合金粉末表征及后续热压烧结组织特点

采用激光粒度分析仪、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等手段,对气雾化工艺制备的TiAl基预合金粉末及其真空热压烧结组织进行研究。结果表明:采用气雾化工艺制备的预合金粉末颗粒细小,具有良好的球形度,粉末粒径主要分布在20.0~40.0μm之间,不同尺寸的粉末,其表面和内部组织形貌不同。小粒径粉末内部及表面均呈现无组织特征形貌,随着粉末颗粒尺寸的进一步增大,粉末表面及内部形貌均逐渐由胞状晶向树枝晶转变;经真空热压烧结后,其微观组织致密均匀,表面形貌平整无孔洞,内部形貌呈双态组织。     

增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料,其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术,分析了这三种制粉工艺的特点,阐述了这三种制粉工艺的研发进展,探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法,并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。     

火花等离子体放电法制备高温合金粉末

采用火花等离子体放电法制备了高温合金粉末。通过扫描电子显微镜对在不同电介质和电流条件下制备的高温合金粉末的形貌、颗粒大小以及内部凝固组织进行了分析。结果表明,该方法制备的高温合金粉末的粒度细小、颗粒球形度高、粉末颗粒表面光滑、看不到枝晶,颗粒内部凝固组织随颗粒大小和制备工艺而异。该方法还具有冷速快且设备简单的优点。     

VIGA-CC法制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末及其性能研究

以真空自耗电弧熔炼的Ti-35.8Al-18.4Nb（质量分数）合金铸锭为原料,采用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化制粉技术（water-cooled copper crucible vacuum induction melting-gas atomizing,VIGA-CC）制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末,利用振动筛分法、扫描电子显微镜（scanning electron microscope,SEM）观察、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）分析等手段对所制备的粉末进行性能表征。结果表明,VIGA-CC技术制备的粉末粒度分布较宽,主要分布在45~150 μm之间,呈正态分布,其中粒径不高于45 μm粉末收得率为15.8%,粒径不低于150 μm粉末收得率为12%;粉末流动性为27.2[s·(50 g)-1],粉末中氧质量分数的增量小于0.01×10-6,粉末整体氧质量分数小于0.06×10-6;TiAlNb合金粉末主要以γ（TiAl）相和α₂（Ti₃Al）相为主,随着粉末粒径的减小,冷却速率逐渐提高,γ（TiAl）相逐渐减少,α₂（Ti₃Al）相逐渐增加;大颗粒粉末表面为枝状冷凝组织,小颗粒粉末为光滑表面。     

两种3D打印用雾化Ti-6Al-4V粉末的对比研究

本研究分别利用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化(VIGA-CC)和等离子旋转电极(PREP)两种技术制备出球形Ti-6Al-4V合金粉末,作者利用SEM、同步辐射CT扫描-三维重建和氩气含量测试等分析手段对不同粒径的Ti-6Al-4V合金粉末的孔洞缺陷和氩气含量、硬度值进行了表征。实验结果表明, VIGA-CC粉末粒度分布宽,细粉收得率较多,粉末粒度分布在40~180 μm之间, PREP粉末的粒度分布较窄,主要集中在110~180 μm之间；金属粉末内部的孔隙率、气体含量和孔尺寸随着粉末粒度的增大而增大,且同一粒径范围内VIGA-CC粉末的气孔概率多于PREP粉末；随着粉末粒径减小,粉末截面组织逐渐细化,其硬度值逐渐升高,整体上VIGA-CC粉末硬度值高于PREP粉末。     

真空气雾化制备18Ni300马氏体时效钢粉末及其组织变化

采用真空气雾化法制备18Ni300马氏体时效钢粉末,采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对粉末的粒径分布、形貌、显微组织和相组成进行分析。结果表明:制备的18Ni300马氏体时效钢粉末粒度呈正态分布,中位径D_(50)为74.22μm,其中粒度小于45μm的粉末占比为28.6%,粉末呈球形或近球形。随着粉末粒径的增大,表面形貌变差,出现卫星球颗粒等不规则形状,并在粉末内部出现中心孔洞。小于45μm的粉末内部组织主要为胞状晶,随着粒径的增大,出现树枝晶并与胞状晶共存,一次晶轴宽度和二次枝晶臂间距也随之增大,在大颗粒粉末中出现放射状二次枝晶;粉末的物相组成主要为体心立方的马氏体(α)相,没有Ni3X等强化相的衍射峰存在。     

沉淀剂对共沉淀法制备FeCo预合金粉末粒度与形貌的影响

选用草酸、草酸铵、碳酸氢铵等不同的沉淀剂, 采用共沉淀法制备了FeCo预合金粉末. 用SEM观察粉末形貌, 用激光粒度仪测试粉末的激光粒度和粒度分布. 研究结果表明: 不同的沉淀剂可以制备不同粒度和形貌的预合金粉末, 预合金粉末的粒度和形貌与沉淀物粉末具有继承性;使用碳酸氢铵作为沉淀剂制备的粉末粒度最细, 为9.74 μm, 粒度分布较窄, 在1.5～14.8 μm范围;粉末形貌为由球形小颗粒构成的团聚体.     

Inconel 625 合金粉末的雾化制备方法对比

分别采用旋转电极、等离子雾化、无坩埚雾化、真空气雾化、水雾化制备出了Inconel 625粉末。对粉末的球形度、流动性、松装密度、氧含量等性能进行了对比。结果表明,旋转电极方法制备的Inconel625粉末球形度最好,均匀性最佳,但是较难制备出细粒径粉末。无坩埚雾化制备出的粉末性能综合性能相对较好,能够制备出球形度较好的较西粒径粉末。水雾化法制备出的粉末氧含量及球形度等性能最差。