C含量对PM-MHC合金棒组织及力学性能影响研究

研究了C含量对粉末冶金法制备的PM-MHC合金棒组织和力学性能的影响。结论指出:不同C/Hf比对MHC合金烧结棒坯C、O有影响,C烧损较大。C含量较高时烧结坯微观晶粒细化,进而在高温锻造后纤维组织更为细致。PM-MHC合金棒经88. 6%锻造比变形,经1 200℃×1 h热处理后室温强度Rp0. 2850 MPa。提高C/Hf原子比,PM-MHC合金棒材强度会相应提高但延伸率下降。     

大直径钨镧合金锻造棒材性能研究

采用纳米掺杂方法制备了大直径钨镧合金棒坯,通过与纯钨对比,研究了不同氧化镧质量分数的钨镧合金棒坯烧结性能以及含质量分数1.0%纳米氧化镧粉掺杂的钨镧合金锻造棒材的室温性能和高温再结晶性能。结果表明:采用质量分数1.0%、1.5%和2.0%三种含量的纳米氧化镧粉掺杂烧结后,合金掺杂分布和晶粒组织均匀,随着氧化镧含量的增高,棒坯密度逐渐降低、晶粒数逐渐越多;1.0%氧化镧粉掺杂钨镧合金棒坯经过78.7%锻造变形量后,较纯钨棒材硬度值更高,金相组织更细、更均匀,车加工后车削较长,表面光洁度较高,再结晶温度比纯钨高约150℃。     

大规格TZM钼合金锻造棒材性能研究

研究了大规格TZM钼合金锻造棒材在不同加工变形量条件下的组织,力学性能及其断裂行为。结果表明:TZM棒材经过锻造工艺加工后,随着锻造加工量的增大,密度不断增大,晶粒组织和强化粒子分布更加细密和均匀;锻造后棒材的室温强度、屈服强度、延伸率和显微硬度均随之增大。锻造加工量达到80%时,棒材拉伸强度达到780 MPa,屈服强度达到710 MPa,延伸率达到了25%,显微硬度达到HV255。总加工量大于70%时,棒材断裂方式表现出明显呈韧性断裂特征。     

Mo-30W钼合金棒材再结晶行为研究

采用粉末冶金工艺制备了Mo-30W钼合金棒材, 通过拉伸力学性能测试、硬度测试、光学显微镜(optical microscope, OM)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM) 及能量色散谱仪(energy dispersive spectrometer, EDS) 等测试分析手段, 研究了Mo-30W钼合金棒材的再结晶行为。结果表明, 由于W的固溶强化和变形强化, Mo-30W钼合金棒材在1600℃高温抗拉强度达到170MPa, 延伸率为10%, 高温力学性能得到明显提升; 在1300~1500℃范围内, 随着温度的升高, Mo-30W钼合金棒材强度和硬度先保持稳定然后显著下降; 在1500℃时, Mo-30W钼合金棒材发生了完全再结晶, 抗拉强度为385 MPa, 维氏硬度为HV10 185, 抗拉强度和硬度值达到最低。     

可在400～500℃使用的TC4-B钛合金棒材研制

通过在TC4钛合金中添加Si、O、Mo、Zr、Sn合金元素,研制出名义化学成分为Ti-6Al-4V-0.3Si-0.3Mo-0.3Zr-0.3Sn-0.15O的TC4-B钛合金。并采用两种镦拔组合变形工艺,制备尺寸为?75 mm圆棒和51 mm×85.6 mm扁方棒。结果表明:经"三三一"工艺锻制的TC4-B钛合金棒材显微组织更为均匀;力学性能明显优于经常规工艺锻制的棒材,其室温拉伸强度可达1 000 MPa以上,500℃时拉伸强度可达636 MPa,伸长率为18%,断面收缩率为61%,可在400~500℃高温条件下使用。     

在超低温下使用的TC4 ELI钛合金锻棒的研制

在低温下,TC4 ELI钛合金只能在-196℃下使用。根据某工程的实际需要,开发超低温(-253℃)用TC4ELI钛合金锻棒。从控制氧含量和提高合金纯洁度入手,并在锻造工艺上采用最新"三三一"镦拔组合变形工艺来提升锻棒的组织均匀性,来提高强度和塑性。实验结果表明:高纯洁度是提高TC4 ELI钛合金在-253℃下塑性的基础;"三三一"镦拔变形工艺制得100 mm棒材的超低温力学性能较好,其Rm为1 480～1 510 MPa,Rp0.2为1 240～1 290MPa,A为12.67%～18.67%,Z为27.8%～33.3%,满足工程技术性能指标要求(J901-01-2009)。     

锻造温度对Ti6246合金饼坯组织和力学性能的影响

对Φ200 mm×80 mm Ti6246合金棒坯在985℃(β锻造)、935℃(近β锻造)、900℃(α+β锻造)3种温度下进行锻饼试验,考察锻造温度对饼坯显微组织和力学性能的影响。结果表明:采用β锻造工艺,获得的显微组织为片层状α相+β转变组织;采用近β锻造工艺,可获得由球形α相+片层状α相+β转变组织构成的"三态组织";采用α+β锻造工艺,可获得与原始组织相同的球状α相+β转变组织,但锻造后球状α相含量减少。随着锻造温度降低,Ti6246合金饼坯的室温和高温抗拉强度及屈服强度呈现先降低再升高的趋势,伸长率无显著变化;高温蠕变性能无明显变化趋势;427℃下热暴露100 h后,室温抗拉强度和屈服强度呈现先升高再降低的趋势,塑性指标无显著变化。     

锻造对喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金组织和性能的影响

采用喷射成形和锻造工艺制备了Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金．通过金相、扫描电镜和力学性能测试等实验，对锻件组织和性能进行了分析。结果表明：“闷车＋包套锻造”工艺对喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金坯件的致密化效果好于用自由锻造和包套锻造致密化的合金，采用该工艺可以制备出组织和性能优良的耐热铝合金材料。“闷车＋包套锻造”锻件在室温下的抗拉强度（σb）达到407MPa，屈服强度（σ0.2）达到344MPa，延伸率（δ5）为7．6％；在315℃，锻件的σb，σ0.2，σ5分别为222，216MPa，7．2％。     

挤压工艺参数对喷射沉积AlFeVSi合金棒材组织性能的影响

采用雾化粉末-冷等静压工艺和喷射沉积工艺制备快凝AlFeVSi合金坯料,通过透射电镜、扫描电镜、拉伸力学性能测试等手段研究挤压温度、挤压变形系数以及加热时间等工艺参数对喷射沉积AlFeVSi合金组织性能的影响。选择合适的工艺参数,挤压制备了喷射沉积AlFeVSi合金棒材,并以快凝雾化粉末AlFeVSi合金挤压棒材为参考对象,对比分析了喷射沉积AlFeVSi合金棒材室温、高温拉伸力学性能。结果表明,挤压温度不宜高于500℃,否则棒材强度和塑性则会因有粗大块状θ-Al13Fe4相出现而急剧下降。喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材的抗拉强度和伸长率均随挤压变形系数增大而单调提高,当挤压比λ大于16后,抗拉强度和伸长率趋于稳定。选择合适的工艺参数(挤压温度480℃,加热时间3h,挤压比25),可以制备室温、高温力学性能良好的喷射沉积AlFeVSi合金挤压棒材。     

喷射沉积AlFeVSi合金模压致密化工艺与模锻制品组织性能研究

采用喷射沉积工艺制备了快速凝固AlFeVSi合金圆锭坯.从锭坯上截取试样,采用模压工艺进行了高温(450和500℃)致密化.通过金相显微组织观察、透射电镜分析、扫描电镜分析、力学性能检测等手段,研究了在高温模压过程中的应力应变状态和金属流变规律对喷射沉积AlFeVSi合金坯的致密化过程与组织性能的影响,并采用铝包套高温(450℃)模锻工艺经将喷射沉积Al-9.20Fe-1.37V-2.30Si合金压实坯加工成完全致密化的模锻件.结果表明,高温模压可以明显提高沉积坯的致密度,但在有限的高向加载应力条件下难以使沉积坯达到理想的结合状态,与喷射沉积坯相比,虽然模压制品强度和塑性有明显提高,但仍处于低水平.喷射沉积坯经热压后,采用铝包套模锻成形,可以实现锻坯有效致密化和改善粉末间结合状态,明显提高材料屈服强度、抗拉强度和延伸率.喷射沉积Al-9.20Fe-1.37V-2.30Si合金直径=200 mm铝包套模锻件拉伸力学性能(σ0.2、σb和δ)可达如下指标:室温(25℃),411MPa、463MPa、9.7%,高温(350℃),180MPa、190MPa、8.9%.     

低氧MHC合金板材的制备及力学性能

采用粉末冶金方法和热轧工艺制备了低氧MHC合金轧制板材，通过化学分析、金相分析、硬度测试、拉伸力学性能测试研究了低氧MHC合金的显微组织和力学性能。研究表明：通过调节C/Hf原子比、钼粉还原并结合真空烧结等手段，可以有效降低合金中的氧含量。不同温度下退火后样品显微组织分析和力学性能测试结果对比表明，合金板材在1 300℃以下为回复阶段，随着退火温度的增加，1 300℃开始发生再结晶，强度和硬度逐渐下降，塑性提高，在1 600℃时再结晶完成，完全再结晶的低氧MHC合金板材塑性优异。     

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%).     

Comparison of mechanical properties of Fe-1.75Ni-0.5Mo-1.5Cu-0.4C steels made from PIM and press and sinter processes

Abstract

Powder injection moulding (PIM) is a relatively new process and only a few alloy standards have been recognised. To further promote the application of this technology, new alloys with competitive mechanical properties need to be developed. Fe-1.75Ni-0.5Mo1.5Cu-xC is one of the compositions widely used in the conventional powder metallurgy industry in making press and sinter parts. To benefit from the excellent mechanical properties and the accumulated knowledge of this alloy system, the same composition was employed in this study to make powder injection moulded compacts with the expectation that evenbetter mechanical properties would be attained. The results obtained on the compacts sintered at 1200°C for 1h showed a tensile strength, hardness, and elongation of 685MPa, 91 HRB, and 7 5% respectively. With heat treatment, the tensile strength and hardness increased to 1530MPa and 52 HRC, respectively. However, the elongation decreased to less than 1 0%. These properties are better than those of the press and sinter counterparts owing to higher sintered density, finer grain size, and more homogeneous microstructure.     

粉末活化烧结制备高性能铁基合金

将机械球磨后的预合金粉分别与雾化铁粉及羰基铁粉混合,通过真空烧结法制备Fe-3Mo-3Cr-1.2V-0.5Mn-2C铁基粉末冶金材料,研究机械球磨活化预合金粉以及羰基铁粉的加入对材料显微组织结构和力学性能的影响。结果表明:对预合金粉进行机械球磨活化有利于合金元素在雾化铁粉中的烧结扩散,可促进铁基粉末冶金材料的致密化;当采用高表面活性的羰基铁粉作为原料替代雾化铁粉时,能够使样品在低的烧结温度下获得更高的密度及力学性能。其中,在1120℃下烧结条件,铁基合金材料孔隙率较低,晶粒尺寸适中,样品密度为7.68 g/cm³,布氏硬度高达538,抗弯强度为1222 MPa。     

烧结温度对Fe-Cu-Mo-C合金组织和性能的影响

采用机械球磨混粉和真空烧结相结合的方法制备了Fe-Cu-Mo-C合金,研究了不同烧结温度对粉末冶金Fe-Cu-Mo-C合金材料的显微组织、密度、抗拉强度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着烧结温度由1 000℃升高到1 100℃,Fe-Cu-Mo-C合金烧结体组织孔隙数量减少、孔隙尺寸明显降低;当烧结温度提高到1 150℃时,烧结体组织中孔隙尺寸增大。随着烧结温度升高,烧结体的密度、硬度、抗拉强度和伸长率先增大后减小,磨损量先降低后升高。最佳烧结温度为1 100℃,此时烧结体的密度为6.90 g/cm3,抗拉强度为319 MPa,洛氏硬度为34.7 HRC,磨损量为0.087 g。     

还原铁粉对Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr合金组织与性能的影响

在惰性气体雾化法制备的Fe-1.1Ni-0.5Mo-0.5Cr预合金粉末中添加1.5％的Cu粉和0.6％的C粉(均为质量分数)以及还原铁粉(添加量分别为0、10％、20％和30％),混合均匀后在600 MPa压力下模压,在1 180℃烧结1h.烧结合金经180℃/1h回火处理后,进行密度、硬度、拉伸力学性能检测以及显微...     

氧化锆含量对钼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了含不同质量分数氧化锆（ZrO₂）的钼合金棒材,通过拉伸力学性能测试、硬度测试、光学显微镜观察等分析手段,研究了ZrO₂含量对钼合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:ZrO₂的添加细化了钼合金晶粒,随着ZrO₂质量分数的增加,钼锆合金的硬度和室温抗拉强度增加。当ZrO₂质量分数为2.5%时,钼锆合金的硬度达到最大值（HV₁₀ 240）,抗拉强度达到最大值（820 MPa）。     

粉末冶金Fe-Ni-Mo低合金钢的烧结硬化性能

以Fe-1.75％Ni-0.5％Mo雾化低合金钢粉为基础粉末,加入2％Cu和0.6％C,在600MPa压力下模压成形,在1120℃烧结30 min,制备Fe-Ni-Mo低合金钢材料,测试和分析该合金钢的硬度和抗拉强度以及显微组织；并利用热模拟实验机研究冷却速率(0.5、1.0、2.5、5和10℃/s)对该合金组织和性能...     

常压H2气氛烧结W-TiC合金的致密化行为和性能

采用粉末冶金方法在常压H2气氛下制备W-TiC合金,研究W-TiC合金的烧结致密化行为,并对合金的性能和组织结构进行分析.结果表明:添加微量强化烧结元素可改善W-TiC合金的烧结活性,在1700℃烧结120min后其相对密度达到99.2％;随着烧结温度的升高,W-TiC合金的拉伸强度提高,在2000℃烧结120 min...