超细晶纯钛疲劳裂纹扩展及裂纹尖端组织演变

采用疲劳裂纹扩展实验研究剧烈塑性变形制备的4种超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展行为,通过观察不同组织超细晶纯钛的疲劳裂纹扩展路径,并对裂纹尖端塑性区进行显微硬度分布实验和显微组织观察,分析不同组织超细晶纯钛疲劳裂纹扩展的微观机制。结果表明,等径弯曲通道变形（equal channel angular pressing,ECAP）纯钛和旋锻后400℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径曲折,而ECAP+旋锻变形纯钛和旋锻后300℃退火纯钛的疲劳裂纹扩展路径平直。循环载荷作用下,超细晶纯钛裂纹尖端区域的显微硬度和微观组织变化显著。其中ECAP+旋锻变形纯钛的组织位错密度和显微硬度降低,而ECAP变形和旋锻后退火纯钛的组织位错密度和显微硬度均升高。超细晶纯钛疲劳裂纹扩展过程中组织结构对位错运动的阻碍导致裂纹扩展方向改变,且裂纹尖端区域位错密度为显微硬度变化的主要影响因素。     

高温烧结-旋锻对喷涂W/Mo棒结构和性能的影响

采用等离子喷涂在金属钼棒表面沉积W涂层,对所得W/Mo棒进行高温烧结-旋锻处理,观察处理前后沉积层、基体及界面的显微形貌,测试W涂层与Mo基体的晶粒度、相对密度和显微硬度,研究高温烧结-旋锻处理对W/Mo棒结构与性能的影响。结果表明:高温烧结-旋锻后,W沉积层的相对密度达到98.5%,比处理前提高了15.9%,显微硬度为620.4HV0.025,提高了81.6%;而Mo基体的相对密度为99.5%,提高了0.71%,显微硬度为244.5HV0.025,降低了4.8%;W沉积层晶粒长大不明显,外部晶粒轴向拉长最明显,中部次之,内部几乎没有变形;而Mo基体晶粒明显长大至300μm,变形程度比W显著;此外,W/Mo界面高温烧结后形成100μm的大小晶粒过渡区,旋锻后没有出现明显的裂纹。     

高抗拉强度纯钼棒的制备和组织研究

采用冷等静压、烧结的方法制备了钼棒坯,对钼棒进行了旋锻和挤压处理,得到了一种高抗拉强度钼棒,并探讨了旋锻工艺和挤压工艺对材料组织结构以及性能的影响。结果表明:采用加热温度为1300~1350℃,道次压缩量30%,总压缩量150%的旋锻工艺可获得相对密度98%以上的钼棒。旋锻对钼棒具有较好的致密化效果。旋锻后的材料抗拉强度和伸长率均随变形量增大而提高。经旋锻热变形后钼材的组织结构均匀、晶粒为等轴状晶粒、垂直于长度方向的平均晶粒度小于5μm、室温抗拉强度大于610 MPa。经挤压变形致密后钼材的组织结构均匀、晶粒呈纤维状,内部组织形成初步的具一定长宽比的加工织构,室温抗拉强度大于810 MPa。热处理制度为850℃/60 min退火消除热加工过程造成的残余应力,加工织构得以保存,性能最好。     

钼粉形貌对纯钼板坯组织和性能的影响

选用两种钼粉,用粉末冶金的方法制备出了纯钼板坯.采用金相显微镜、维氏硬度测量仪以及阿基米德排水法等检测方法,分析了轧制后组织的变化,钼粉形貌对纯钼板坯显微硬度和密度的影响.研究结果表明,钼粉形貌规则、颗粒分散、粒度均匀,得到的板坯组织和性能均好.     

(Mo,Zr,Ti)_xO_y粒子对旋锻Mo-Ti-Zr合金性能和组织的影响

以Mo粉、Ti粉、Zr粉为原料,采用冷等静压和1920℃高温烧结工艺制备直径28mm的Mo．0．55％Ti-0．1％Zr（数据为质量分数）合金棒,将合金棒进行旋锻形变强化处理后,再用LJ-3000A型拉伸试验机及JSM-5600LV型扫描电镜等研究第二相氧化物颗粒（Mo,Zr,Ti）xOy对旋锻合金棒抗拉强度和显微组织的影响．研究结果表明：对烧结态钼合金进行旋锻处理可提高钼合金抗拉强度,在1250℃旋锻断面收缩率达到33％时,钼合金棒外围比心部密度高而拉伸强度低。（Mo,Zr,Ti）xOy粒子对Mo-Ti-Zr合金具有强化作用,但易于弱化钼晶粒界面而产生断裂并促进再结晶,使钼晶粒发生长大。     

退火工艺对GH4169合金带材组织和力学性能的影响

为解决GH4169合金带材国产化制备工艺不成熟导致的组织及性能控制不稳定问题,对厚度为0.4 mm的GH4169合金带材的热处理工艺进行研究。讨论了不同退火温度、不同保温时间对带材金相组织、力学性能的影响,结果表明,退火温度对带材显微组织和力学性能存在显著影响,随着退火温度的提高,合金带材晶粒尺寸增大,同时合金抗拉强度、屈服强度和硬度呈下降趋势,而伸长率呈升高趋势;适当缩短保温时间可以使晶粒尺寸均匀,并起到细化晶粒的作用,与此同时,合金力学性能表现出抗拉强度、屈服强度和硬度增大,同时伸长率呈下降趋势。综合分析组织及性能,0.4 mm的GH4169合金带材最佳退火工艺为退火温度1 050 ℃、保温时间1.5 min,在该工艺下带材的晶粒度为8.5级,抗拉强度为870.5 MPa,屈服强度为389.5 MPa,伸长率为51.5%,维氏硬度为204HV1。     

包套热挤压M32粉末冶金高速钢的组织性能研究

提出了一种解决粉末冶金高速钢制备工艺繁琐、性价比低等问题的包套热挤压工艺,采用该工艺制备了M32粉末冶金高速钢,研究了不同挤压温度和热处理对M32粉末高速钢的显微组织与性能的影响。结果表明:未热处理时,随挤压温度的升高,试样相对密度及硬度变化趋势一致,均是先升高后降低,在挤压温度为1 240℃时达到峰值,分别为98.04%和45.6HRC;在淬火温度1 180℃以及回火温度560℃热处理后,M32高速钢的晶粒及碳化物颗粒尺寸较小且分布均匀,力学性能最佳,其抗弯强度及硬度分别为3 721.8 MPa和66.7HRC。     

高W含量W-Cu合金旋锻的功效

为有效消除90W-Cu合金中存在的孔隙和提高其致密度,在传统熔渗工艺的基础上,分别采用熔渗—旋锻和旋锻—熔渗2种工艺制备W-Cu合金,并对这两种工艺制备的合金进行显微组织和力学性能分析对比。结果表明：采用熔渗—旋锻工艺可有效减少合金中的孔隙,提高合金致密度,使合金具有更均匀的显微组织和更好的力学性能。而旋锻—熔渗工艺制备的合金因表面致密,导致大部分铜粉无法熔渗,使合金成分变为92W-Cu,与最终实验目的不符;旋锻变形还可使合金电导率明显提高。     

室温ECAP变形纯钛孪生行为研究

室温下对纯钛进行多道次等径弯曲通道变形（ECAP），分别采用光学显微镜（OM）、透射电镜（TEM）、电子背散射衍射仪（EBSD）、室温拉伸和显微硬度观察，测试纯钛变形过程组织演变和力学性能变化规律，探讨纯钛室温变形机制和孪生行为。结果表明，纯钛ECAP变形过程中出现■拉伸孪晶和■压缩孪晶，随着挤压道次的增大，孪晶数量先增大后减小。孪晶的出现有效改变晶格取向，激发进一步位错滑移，辅助塑性变形过程，使纯钛显微组织有效细化，经过4道次ECAP变形，平均晶粒尺寸由约63.79μm细化至约2.81μm。1道次变形后晶粒细化效果最显著，平均晶粒尺寸比变形前减小约94%；随着变形道次的增加，晶粒细化效果减弱，4道次变形后平均晶粒尺寸累积减小约95.6%。同时，大量位错、孪晶和亚晶的形成，使得位错、孪晶以及亚晶之间的相互作用加强，显著提高了纯钛的屈服强度和显微硬度，4道次变形后，屈服强度从215 MPa增加到600 MPa，增幅为179%；显微硬度从HV 129增加到HV 200。由于1道次变形后晶粒细化效果最显著，并且出现大量孪晶和位错，屈服强度与硬度的增幅也最大。     

W/Mo/石墨复合靶材的制备与研究

通过粉末冶金技术,采用真空高温热压烧结工艺,制备了W/Mo/石墨复合靶材,并对其显微组织、结合状态、密度和硬度等性能进行了测试,结果表明在1700℃,保温4 h,采用Zr,Ni,Tj混合粉作为粘结剂,热压条件下制备的W/Mo/石墨复合靶材,组织致密均匀,W,Mo层过渡平缓,结合界面良好,结合强度高.Mo层的硬度达到Hv250左右.     

微波烧结与传统烧结对纯钛组织与性能的影响

和熔炼铸造法相比，采用粉末冶金法制备钛材，可以避免引入杂质，提高原料利用率。本文探讨微波烧结与传统烧结对纯钛组织及性能的影响，结果表明，在1200℃保温2 h传统烧结得到等轴α-Ti组织，密度为4.33 g·cm-3，相对密度为96.06%，硬度为HV 260，抗压强度为1309 MPa，断面膨胀率为10.63%，呈典型的解理状脆性断裂；在1200℃保温15 min微波烧结得到等轴的α-Ti与条状β-Ti组织，密度为4.30 g·cm-3，相对密度为95.45%，硬度为HV 311，抗压强度为1175 MPa，断面膨胀率为18.89%，展现出一定的塑性，呈准解理状脆性断裂。     

Direct consolidation of γ-TiAl-Mn-Mo from elemental powder mixtures and control of porosity through a basic study of powder reactions

A gamma titanium aluminide was made by elemental powder metallurgy. For consolidation of the alloy from powder blending, either hot extrusion or hot forging was used. A good combination of tensile yield strength and ductility was obtained by hot extrusion that produced a grain size of 50 μm. Consolidation by forging, however, resulted in a porous microstructure. On the basis of an investigation of the cause of the porosity by an Al/Ti diffusion couple experiment and by characterization of the temperature peaks due to an exothermic reaction among elemental powder particles, it was concluded that a transient phase such as TiAl₃ was the culprit. Being the source of Al diffusion, the transient phase leaves behind Kirkendall voids when it forms prior to the major exothermic reaction among elemental powder particles. From this study, two processing techniques to circumvent the porosity were proposed and verified: a fast heating to the consolidation temperature or sufficient soaking above the reaction temperature prior to consolidation. A sound, fully lamellar, β-phase controlled microstructure was obtained by these methods.     

Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备含Y2O3的稀土钼合金,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等手段对钼合金的断裂特征和组织结构进行对比分析,研究稀土氧化物Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响.研究表明:添加Y2O3能细化晶粒、改善钼合金的晶粒均匀性和致密度、提高钼合金的性能:拉伸强度和屈服强度随Y2O3含量的增加呈现先增高后降低的趋势,在Y2O3含量为1％时,抗拉强度达511.43MPa,屈服强度456.99MPa,分别是纯钼材料的1.31倍和1.57倍,综合力学性能最佳;在烧结坯中,Y2O3颗粒分布均匀,主要以球形和等轴状形式存在于晶界上.     

Preprocessing of powder to enhance mechanical and thermal response of bulk magnesium

This article investigates the effect of preprocessing of powders on improving the properties of pure bulk magnesium synthesized via microwave assisted powder metallurgy method. Preprocessing was done by compacting the powder prior to primary processing (cold compaction & microwave sintering) and secondary processing (hot extrusion). Various characterization studies were conducted to determine the microstructural features, temperature governed properties and mechanical properties. Results revealed that preprocessing (compaction) led to improved properties i.e. higher yield strength, better grain refinement and higher resistance to ignition.     

Ti-xCr-yCu钛基材料的制备及组织性能研究

通过粉末冶金法制备了Ti-xCr、Ti-yCu及Ti-xCr-yCu钛基材料,研究了Cr、Cu含量对其相组成、显微组织、压缩屈服强度、弹性模量以及切削加工性能的影响规律。结果表明:随Cr含量的增加,Ti-xCr钛基材料依次出现了Ti_4Cr、TiCr_2及Cr相,其压缩屈服强度表现出先增大后减小的趋势,当Cr含量为10%时其屈服强度达到最大值(710 MPa),同时,添加Cr元素有利于降低钛基材料的弹性模量,最低可达25 GPa。添加Cu元素的钛基材料,随Cu含量的增加,Ti_2Cu相增加,并且显微组织细化,屈服强度降低;弹性模量受Cu含量影响较小而受烧结温度影响较大。添加Cr和Cu元素的钛基材料,其显微组织主要为网篮组织,弹性模量低于纯钛,其中添加Cu元素有利于细化层片,添加Cr元素有利于细化等轴组织。此外,Cr含量为5%时,钛基材料具有较佳的切削加工性能。     

烧结温度对石墨/铜复合材料微观组织与性能的影响

通过超声波分散结合机械球磨湿磨法对铜粉和石墨粉进行混料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制备石墨/铜复合材料。运用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电导仪等表征手段,研究了烧结温度对石墨/铜复合材料的微观组织与性能的影响。结果表明:超声波分散和机械球磨湿磨法可使石墨均匀分散于铜基体,并与铜基体形成良好的界面结合。当烧结温度从700 ℃升高到750 ℃,石墨/铜复合材料的相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率分别提高了1.6%,6.7%,11.3%和5.3%;当烧结温度从750 ℃升高至900 ℃时,其相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率均呈现下降趋势。当烧结温度为750 ℃时,石墨/铜复合材料组织均匀致密,平均晶粒尺寸约为6.4 μm,相对密度为96.3%,维氏硬度（HV_0.5）为60.7,抗压强度为422 MPa、电导率为86.7%IACS,综合性能较优。      

粉末冶金马氏体-奥氏体复合钢的组织与性能研究

近年来，汽车、建筑等领域对高强度-高塑性金属材料的需求日益增长，为了获得高强度-高塑性的金属材料，粉末冶金技术发挥着越来越重要的作用。通过放电等离子烧结技术（SPS）烧结质量比为2:1的马氏体钢和奥氏体钢混合金属粉末，复合钢的奥氏体相均匀分布于马氏体相当中，试样致密度高达95.5%，并通过后续的热轧处理，提高复合钢的烧结质量，致密度提高至98.9%。热轧后复合钢的屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率和总伸长率分别为960 MPa、1 529 MPa、6.7%和6.7%。在热轧的基础上引入冷轧+短时间高温回火处理，粉末冶金复合钢性能进一步提高。其中冷轧30%/500℃回火5 min的复合钢，屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率和总伸长率分别为1 899 MPa、1 964 MPa、9.2%和10.0%。     

Mechanical Properties of Aluminium-Graphene Composite Synthesized by Powder Metallurgy and Hot Extrusion

The present work focuses on the development of multilayer graphene reinforced aluminium metal matrix composites by powder metallurgy followed by hot extrusion. Microstructure, grain size analysis and mechanical properties of hot extruded unreinforced aluminium and graphene reinforced aluminium composites are presented here. Microstructure shows uniform distribution of graphene throughout the matrix. Experimental results reveal significant increase in hardness as well as tensile strength of composite as compared to unreinforced aluminium. The improvements in properties are attributed to uniformly dispersed graphene sheets, an excellent interfacial bonding between graphene and aluminium matrix and grain refinement caused by the addition of graphene. Further, the strengthening mechanisms involved in the aluminum-graphene composite have been discussed. The fracture studies show the transition of ductile fracture in case of pure aluminium to brittle fracture in case of aluminium-graphene composites.     

可压缩纯钼粉末烧结材料的塑性变形行为及影响因素

基于单轴压缩实验,研究纯钼粉末烧结材料的塑性变形行为及其影响因素。结果表明:可压缩纯钼粉末烧结材料的塑性变形行为对初始相对密度、温度和应变速率的变化相当敏感,其流动应力随应变速率的增加而增加,随温度的升高而减小;高温条件下材料对应变速率不太敏感,但初始相对密度在低温状况下对流动应力的影响更甚;对压缩后试样的微观组织分析显示:初始平均粒径为44.0μm的粗大等轴晶组织经过约35%的单轴压缩后,其中心主变形区域得到平均粒径为1.45μm完全致密的超细晶组织;初始相对密度越大,材料屈服强度越低,出现破裂的时间越早;其硬度增加速率对温度变化不敏感,而提高温度则有利于降低屈服强度。     

ZK60合金粉末烧结和热挤压后的组织与性能

采用雾化法制得ZK60合金粉末,并用掺胶法制备ZK60合金棒材,研究热挤压后ZK60合金的微观组织、相组成及力学性能.结果表明:合金粉末主要由α-Mg固溶体构成,呈枝晶与等轴晶混合组织,晶粒尺寸5～10μm;在后续热挤压过程中粉末之间结合良好,晶粒进一步细化,同时合金基体中大量析出MgZn_2球形纳米颗粒;经T5(175℃保温12h)热处理后,析出相密度呈增加趋势.挤压变形后材料的屈服强度(σ_(0.2))、最大抗拉强度(σ_(UTS))和伸长率(δ)分别为286.3MPa、337.7MPa及5.6%;随后T5处理可进一步提高强度((σ_(0.2))=300.1MPa,σ_(UTS)=340.5 MPa),增加塑性(δ=12.3%).