喷射成形高温合金的研究与应用

喷射成形是一种近终形快速凝固技术,综述了喷射成形高温合金的研究和应用.研究表明,喷射成形高温合金成分均匀、无宏观偏析、晶粒细小、气体夹杂含量低,力学性能与粉末合金相当,高于变形合金,冷热加工性能明显改善,且成本较低.喷射成形高温合金技术通过20多年的发展取得了较大的进步,包括纯洁金属喷射成形(CMSF)和纯洁金属成核铸造(CMNC).喷射成形高温合金的应用主要是管件、环形件和盘件.最后对喷射成形涡轮盘材料FGH96组织作了初步的研究.     

结构材料喷射成形技术与雾化沉积高温合金

喷射成形是利用快速凝固方法直接制备金属材料坯料或半成品的先进材料制造技术 ,喷射沉积高温结构材料的冶金性能好、生产效率高、成本低 ,因而在近几年得到了迅速发展 .本项研究的主要目的是要通过喷射成形工艺参数的调整、最大限度地直接减少喷射成形坯中的孔隙度 ,进而得到优质坯料 .利用优化的雾化喷射沉积技术制备了多种高温合金沉积坯 ,沉积坯整体致密、晶粒细小、组织均匀、无宏观偏析、含气量低、力学性能提高 .还简要地比较了喷射成形高温合金与用常规铸锭冶金工艺和粉末冶金工艺制备高温合金的异同 ;总结了航空材料研究院喷射成形高温材料近年来的研究状况 ,包括专用高温材料喷射成形装置和技术及其应用 .     

喷射成形镍基高温合金的研究进展

喷射成形是一种新型快速凝固技术,采用这项技术制备的镍基合金,具有细小,球状的晶粒和均一的组织,从而提高其性能,综述了喷射成形镍基高温合金的发展概况及组织,性能特点。     

喷射成形技术及应用

简要介绍了喷射成形技术的原理、特点，讨论了近几年来喷射成形技术在不锈钢、铸铁、铝合金、高温合金等材料中的应用与发展趋势。     

喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金组织和性能的研究

采用喷射成形技术制备了Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金,采用透射电镜、X射线衍射和力学性能实验对该合金的组织和性能进行了分析,在合金的显微组织中检测到了第二相粒子.拉伸实验结果表明,由于存在热稳定相Al12(Fe,V)3Si颗粒,喷射成形Al-8.5Fe-1.3V-1.7Si合金在室温和高温下都具有较高的拉伸强度.     

喷射成形过共晶Al-Si合金材料的研究现状

过共晶Al-Si合金具有较高的强度、较低的密度和热膨胀系数、良好的耐磨性和耐蚀性,在汽车、造船、航空航天及其他制造行业广泛应用.但当合金中Si含量太高时,合金组织粗大、偏析严重,同时材料的强度、塑性急剧降低而失去使用价值.喷射成形技术是一种全新的材料制备技术,具有快速凝固技术的基本特征,同时还具有生产工序简单、氧化和污染小等优点,在国外已经在特殊钢、高温合金、铝合金和铜合金等方面进行了产业化应用.但利用喷射成形技术来制备和生产过共晶Al-Si合金材料还很不成熟,有许多问题还没有得到妥善的解决,作者提出两点建议来进一步改善过共晶Al-Si合金材料的性能(1)在喷射成形过共晶Al-Si合金中添加微量稀土元素;(2)利用喷射共沉积技术制备过共晶Al-Si合金为基体的纤维增强复合材料.     

喷射成形技术及其在钢铁材料上的应用

喷射成形是近年来发展非常迅速的一种近终成形先进冶金工艺技术。与传统铸造工艺及粉末冶金工艺相比,喷射成形设备、工艺简单,能生产偏析小、晶粒细、致密度高的材料。喷射成形技术在铝基合金、铁基合金、高温合金、铜合金及复合材料等方面都得到了广泛的应用。主要介绍该技术的原理及其在钢铁材料方面的应用情况,并讨论了它在钢铁领域的发展趋势,指出喷射成形工艺是一种有望替代粉末冶金工艺生产高合金钢材及一些特殊钢材的崭新工艺。     

2006喷射成形国际会议简介(4)——喷射成形高温合金,结语和编后感

关于喷射成形高温合金,在SDMA2006国际会议上有一个主题报告,题名是"成核铸造——一种可能制造高温合金大型坯的喷射沉积工艺"(Nucleated Casting——A Spray Deposition Process With the Potential to Produce Large Superalloy Ingots),作者是美国ATI Allvac的Robin M.Forbes Jones和GE全球研究中心的William T.Carter,Jr.     

喷射成形高合金化材料沉积坯内部疏松成因分析与改善

本文主要研究了大尺寸喷射成形高合金化材料高温合金沉积坯内部疏松成因及其改善工艺。研究认为,高温合金沉积坯中最后凝固部位液相金属补缩不足和断裂应变低是产生疏松的必要条件,而沉积坯的局部收缩变形产生的热应力是造成疏松的重要原因。通过有限元计算,提出一种热控喷射成形工艺,并得到试验验证。该工艺有效减少了坯体内部的疏松等冶金缺陷,改善了沉积坯的质量。     

电子材料

喷射成形的硅铝合金材料产业化 最近,江苏豪然喷射成形合金有限公司自主创新,成功开发了国内首台套大型喷射成形装备,自动生产控制系统和成熟工艺技术。新品硅铝合金及高强度铝合金投入批量生产,其技术指标达到国际先进水平,具有自主知识产权,核心技术获得国家专利。     

喷射成形Al_(95)Cu_2Fe_1Ni_1Ce_(0.5)Zr_(0.5)合金的微观组织形成机制及拉伸性能

采用喷射成形技术制备了Al95Cu2Fe1Ni1Ce0.5Zr0.5合金材料，研究了该合金快速凝固组织的形成机制，并对沉积态及热挤压态材料的拉伸性能进行了测试．结果表明：喷射成形快速凝固技术显著地细化了合金组织．预成形毛坯组织的微观不均匀性使沉积态材料的综合力学性能降低；热挤压工艺可改善合金的均匀性，提高材料性能．     

热等静压对喷射成形高温合金组织和性能的影响

研究了热等静压工艺对喷射成形Ｋ１７和ＧＨ７４２两种高温合金显微疏松和室温拉伸性能的影响。结果表明，热等静压处理可以闭合坯件内的疏松孔洞，提高合金致密度，进而提高合金的强度和塑性。     

喷射成形Al-Cu-Mg合金本构方程及加工图

采用Gleeble-3180热模拟机,对喷射成形Al-Cu-Mg挤压态合金进行热压缩实验,温度范围为300~450 ℃,应变速率为0.01~10.00 s-1,变形量为60%。实验结果表明：喷射成形Al-Cu-Mg挤压态合金在热压缩变形中,流变应力随温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大。采用基于双曲正弦函数的本构方程和Z参数来描述喷射成形Al-Cu-Mg挤压态合金的高温变形行为,得到热激活能Q为158.52 kJ/mol。分析应变为0.4和0.8时的3D耗散图和热加工图,发现应变从0.4增加至0.8时,加工性能发生明显改变。在温度范围为320~370 ℃、应变速率为6.68~10.00 s-1的区域有着较好的加工性能。     

热等静压对喷射成形TiAl基合金孔隙率的影响

着重研究了气体辅助喷射成形和离心喷射沉积形成的Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ金属间化合物的孔隙率以及热等静压工艺对合金孔隙率的影响，利用Ｑｕａｎｔｉｍｅｔ图象分析仪定量测试了各种状态样品的孔隙率。结果表明，气体雾化成形合金的孔隙率约３．２９％，离心喷射盛开有合金的孔隙率约２．２０％，孔隙率的大小与喷射成形工艺密切相关。     

中航工业北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室EI北大核心CSCD

先进高温结构材料重点实验室成立于2006年2月,其主要研究方向包括铸造高温结构材料及应用研究、喷射成形高温结构材料及变形高温合金应用研究、粉木高温结构材料应用研究、高温结构材料力学性能测试技术。研究领域几乎覆盖了航空、航天、舰船、电力、石油、核工业等应用的所有高温结构材料。     

航空航天用合金的喷射铸造-X成形工艺

喷射铸造-X工艺是Osprey金属公司喷射成形工艺的改进,采用这种工艺能经济地生产出高质量的用于燃气涡轮发动机镍基高温合金,而且将其一步直接转换成环状半成品。一种第三代生产设备已于1998年投入使用,可生产长度达1.5m,直径达1.4m的单管或多管环状及机匣零件。　　喷射成...     

喷射成形高温合金FGH4095组织及断裂行为

采用喷射成形制备FGH4095高温合金坯,观察其组织及强化相γ’相形貌、尺寸和分布,研究了喷射成形沉积坯组织均匀性对力学性能的影响,分析了材料的拉伸断裂行为.结果表明:喷射成形FGH4095高温合金组织均匀细小,无宏观偏析,体密度为8.21 g/cm3,致密度达99.03%,具有较好的组织均匀性;基体中除了晶界上分布着块状γ’相颗粒外,在晶粒内部还存在大、小2种尺寸的γ’颗粒,其中大的γ’颗粒呈团簇状,小γ’颗粒呈圆形;经过热处理,大γ’颗粒逐渐熔解,晶粒内部新的细小γ’相析出,并且伴随着原有小γ’颗粒长大;拉伸过程中材料表现为韧性断裂,局部组织缺陷对拉伸强度有明显影响,而γ’相和碳化物阻碍位错运动,使得位错在γ’和碳化物区域堆积,并形成位错缠结.     

喷射成形Al95Cu2Fe1Ni1Ce0.5Zr0.5合金的微观组织形成机制及拉伸 …

采用喷射成形技术制备了Ａｌ９５Ｃｕ２Ｆｅ１Ｎｉ１Ｃｅ０．５Ｚｒ０．５合金材料，研究了该合金快速凝固组织的形成机制，并以沉积态及热挤压态材料的拉伸性能进行了测试，结果表明：喷射成形快速凝固技术显著地细化了合金组织，预成菜毛坯组织的微观不均匀使沉积态材料的综合力学性能降低，热挤压工艺可改善合金的均匀性，提高材料性能。     

喷射成形LSHR合金原始颗粒边界形成及时效形核机理

原始颗粒边界(PPB)作为粉末高温合金3大缺陷之一受到广泛关注。本文对喷射成形LSHR高温合金中PPB形貌进行观察分析,探讨PPB的抑制方法,并在704℃下分别进行100,200,500和800h的时效处理,观察PPB形态演变及碳化物、强化相特征变化,探讨长期时效PPB形核、生长机理。结果表明,喷射成形LSHR合金PPB析出相主要由碳氮化物、硼化物及少量大颗粒γ′组成。熔滴的激冷和Ti、Al、C、B等元素在表面富集是促使PPB形成的主要原因。经高温固溶处理能够消除PPB,但同时导致晶界强度降低。经长期时效处理,碳化物和γ′在热驱动力下重新形核,并发生长大,导致PPB加剧。     

喷射成形高锰ZA35合金的工艺及组织研究

利用优化工艺参数的喷射成形技术制备含Mn3.5%(质量分数,下同)的ZA35合金坯,比较了铸态和喷射成形态合金的微观组织.研究表明:喷射成形态合金晶粒细小,组织分布均匀;元素Mn在铸态组织中主要以大量富Mn独立硬化相分布于晶界或晶界附近,喷射成形合金组织中富Mn相消失,元素Mn溶入基体,固溶度明显提高.元素Mn在铸态和喷射成形态合金基体中分布规律一致,即在α富铝相中的固溶度显著高于在η富锌相中的固溶度.热挤压后,喷射成形3.5%Mn-ZA35中有类似纳米级晶须状和颗粒状的MnAl6析出.