微波烧结WC-Co硬质合金致密化与晶粒生长

分别采用微波烧结和常规烧结制备WC-8Co硬质合金,通过1 000~1 400℃温度范围烧结以及1 400℃保温0~240 min的微波和常规烧结实验,测量各样品的收缩率、密度和晶粒尺寸,分析其致密化行为和晶粒生长,研究烧结温度和保温时间对合金致密化和晶粒生长的影响。结果表明,与常规烧结比较,微波烧结促进YG8硬质合金的致密化,且获得的合金组织均匀,晶粒细小。另外,保温时间对微波烧结YG8硬质合金的晶粒生长几乎没有影响。     

W-Mo-Ni-Fe合金的微波烧结

研究微波烧结88W-5Mo-4.9Ni-2.1Fe和78W-15Mo-4.9Ni-2.1Fe两种W基合金,并与常规烧结该合金的性能进行比较。通过扫描电镜观察材料的显微组织,利用EDS能谱分析W晶粒和合金粘接相的成分,采用XRD分析样品的物相组成。结果表明:在1 480℃微波烧结5 min条件下,88W和78W合金的密度分别为16.70 g/cm3和15.55 g/cm3,抗拉强度分别达到1 175 MPa和1 065 MPa,伸长率分别为3.0%和6.9%,硬度值分别达40.3 HRC和32.5 HRC,其力学性能均超过常规烧结合金。微波烧结合金晶粒细小均匀,常规烧结78W合金组织中有中间相组织存在,导致其性能恶化,而微波烧结78W合金组织中未发现该中间相存在。     

微波和传统氢气烧结对93W-Ni-Fe正挤压棒坯结构和力学性能的影响

分别研究93W-Ni-Fe d15 mm挤压棒坯在1 550℃、30 min微波烧结和1 550℃、120 min传统氢气烧结后烧结态的结构及力学性能,并对两种烧结样品芯部的物相及主要元素含量、相对密度、抗拉强度、硬度和伸长率进行测量和分析。结果表明:微波烧结样品中钨的平均晶粒尺寸比传统氢气烧结的小,粘结相中的钨含量比传统烧结的高;断口中部分钨晶粒与粘结相之间存在微裂纹;微波烧结样品硬度为33.8HRC,略高于传统氢气烧结的硬度,其相对密度、抗拉强度和伸长率与传统氢气烧结的接近;对于大尺寸钨合金样品的微波烧结,需要进一步优化微波烧结工艺才能获得比传统氢气烧结更优的结构和力学性能。     

Mn对W-Ni-Fe合金性能的影响

通过液相烧结制备不同Mn含量的90%W-7%Ni-3%Fe合金,研究Mn对合金的烧结温度、保温时间和力学性能的影响。采用SEM观察试样断口形貌;利用金相显微镜观察样品显微组织并检测W晶粒尺寸;并对烧结试样的相对密度、抗拉强度和硬度等性能进行测定与分析。结果表明,当w(Mn)=0.25%时,1425℃保温1h,合金相对密度达到98.3%;1400℃保温45min,合金抗拉强度达到928MPa,硬度HRC达到37.2。W晶粒由20～25μm减少到12～15μm。Mn在相界面上生成的中间相,阻止了W原子在粘接相中的扩散,阻止了W晶粒长大,提高合金的力学性能。     

微波烧结工艺对钨基合金挤压棒坯显微组织及力学性能的影响

研究了微波烧结温度和时间对钨基合金挤压棒坯显微组织及力学性能的影响。采用高倍SEM和光学金相显微镜分别对合金断口和显微组织进行了形貌观察;对合金相对密度、抗拉强度、延伸率和硬度进行了测定和分析。结果表明:当微波烧结时间为30min时,随着烧结温度的升高,合金性能呈峰值变化,烧结温度为1550℃时,合金的力学性能达到极大值,相对密度、抗拉强度、延伸率和HRC硬度分别为98.3%、920MPa、9.7%和30.5;当微波烧结温度为1550℃时,随着烧结时间的延长,合金的力学性能先上升后下降;随着微波烧结温度的升高及微波烧结时间的延长,钨晶粒的尺寸逐渐增大。     

放电等离子烧结MoNbTaW难熔高熵合金

以纯金属元素粉末为原料,采用放电等离子烧结工艺制备了MoNbTaW难熔高熵合金,研究了烧结温度和保温时间等工艺参数对MoNbTaW难熔高熵合金的物相、晶体结构、烧结行为和力学性能的影响。结果表明,在烧结温度1800℃和保温5min即可形成BCC单相高熵合金;烧结温度是影响MoNbTaW难熔高熵合金致密度、晶粒尺寸和力学性能的主要因素;随着烧结温度的升高,合金的晶粒尺寸增大,致密度、硬度和和屈服强度均增高;烧结温度为2000℃时合金的致密度可达99.8%,化学成分无偏析,屈服强度为1314±14MPa,断裂韧性为(5～6)MPa.m_1/2,其断裂模式为解理断裂。     

放电等离子烧结时间对高密度W-7Ni-3Fe合金组织性能的影响

利用放电等离子烧结技术制备高密度W-7Ni-3Fe合金,研究了烧结保温时间对合金致密度、物相、显微组织以及力学性能的影响。结果表明,在1200℃烧结5~14 min后,合金均能实现充分致密化,保温时间对相对密度影响较小。合金中的W晶粒随保温时间的延长开始尺寸变化不大,烧结11 min以上才明显长大,但大多数W晶粒尺寸仍小于5μm。烧结时间超过8min,合金中新出现一种灰色的富W组织。随保温时间延长,合金的洛氏硬度下降不大,然而抗弯强度却明显上升。合金弯曲断口形貌在较短保温时间以沿晶断裂为主,粘结相的延性撕裂和W晶粒的解理断裂随烧结时间延长逐渐增多。     

纳米晶W-Cu复合粉末烧结行为

研究了机械合金化制备的纳米晶W-xCu(x=15,20,25)复合粉末的烧结行为.结果表明,纳米晶W-Cu复合粉末烧结致密化强烈地依赖于烧结温度与烧结时间.当烧结温度从1 150℃提高到1 200℃时,烧结30min后的烧结体相对密度由91%～94%增加到97%～98%;当烧结温度超过1 300℃时,烧结体发生快速致密化,5 min内相对密度即可达到98%左右.研究还发现,W-Cu合金中W晶粒尺寸也强烈地依赖于烧结温度,即烧结温度愈高,W晶粒长大愈显著.当压坯在1 200～1 250℃烧结30 min后,所得到的晶粒度约为300～500 nm,其中经1 200℃烧结时的晶粒尺寸约为300～350 nm.另外,Cu含量增加有利于烧结致密化,并降低W晶粒长大的趋势.     

烧结方法对(Zr_(0.8)Sn_(0.2))TiO_4介质陶瓷性能的影响

分别采用电热和微波烧结法制备了(Zr_0.8Sn_0.2)TiO_4(ZST)微波介质陶瓷,研究了不同方法中烧结工艺制度对介质陶瓷材料密度、微观结构、相组成和微波介电性能的影响.结果表明:与电热烧结相比,在所得材料密度近似的情况下,微波烧结能降低烧结温度约70 ℃、缩短烧结时间2.5 h,所获材料密度分布的标准差大大减小;微波烧结所得材料的晶粒尺寸均匀、结构致密;材料的介电常数和品质因数随着微波烧结温度的提高而增大,对应数值分别比传统烧结方式提高17.5%和14.3%左右.并对微波烧结介质陶瓷的致密化机理以及性能进行了较为系统的理论分析.     

超细硬质合金烧结过程中WC晶粒三维形貌的变化

采用粉末冶金工艺制备了无晶粒生长抑制剂和添加晶粒生长抑制剂VC的WC-6.5%Co超细硬质合金。利用JSM5600LV扫描电镜观察不同烧结温度条件下制备试样的WC晶粒三维形貌。结果表明:在烧结温度为1 360℃到1 500℃范围内,无晶粒生长抑制剂的合金中,WC晶粒的形貌会从多面体演变为截角的三棱柱;添加晶粒生长抑制剂的合金中,WC晶粒的形貌会由层状结构转变为尖角三棱柱结构。晶粒生长抑制剂的添加,不仅减缓了W/C的溶解-析出过程,而且改变了W/C原子的析出方式。WC晶粒的各个晶面生长速率不同,引起了其晶体三维形貌的变化。对于添加抑制剂的合金来说,在较低温下烧结并延长保温时间不能使晶粒形貌发育充分,只有提高烧结温度,WC晶粒才能发育成完整的尖角三棱柱。