微细晶γ-TiAl合金的显微组织分析

采用粉末高能球磨及放电等离子烧结方法获得TiH2-47Al-0．2Si-5Nb和TiH2-47Al-0．2Si-7Nb两种微细晶合金。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜对两种合金的球磨粉末颗粒及烧结组织形貌、晶粒大小、微观应力等进行分析。结果表明,经24 h高能球磨的两种粉末颗粒均达到纳米尺度,晶粒微变应变值分别为1．296％和1．536％。球磨粉末经1000℃放电等离子烧结后的显微组织由等轴状的TiAl相及弥散分布的颗粒状Ti3 Al相组成,晶粒尺寸大部分低于500 nm,在晶界及晶内分布着大量的位错线及位错网。     

微波烧结温度对WC钢结硬质合金组织性能的影响

以WC颗粒为增强相,铁粉为基体,通过球磨、压制成型,微波烧结制备WC钢结硬质合金。结果表明：随着烧结温度的升高,硬质合金相对密度、显微硬度和抗弯强度均先升高后下降,在1280℃时达到最高值,即相对密度、显微硬度和抗弯强度分别达到94.85%、544 HV和847.37 MPa。1280℃烧结为液相烧结,烧结过程中WC和Fe发生相变,产生新的增强相Fe2W2C,新相以颗粒的形式存在,弥散分布在钢的基体中,对材料的性能起到强化作用。微波烧结比真空烧结温度更低,时间更短,力学性能更好。     

纳米复合Al-Sn合金烧结中的组织和硬度变化

利用机械合金化制备纳米复合Al-Sn合金粉末,将其压制成型并烧结.运用X射线衍射仪、扫描电镜分析了纳米复合Al-Sn合金在烧结过程中的组织结构变化,测定了显微硬度.结果表明,随着烧结温度的升高,机械合金化制备的Al-Sn纳米复合结构长大.当烧结温度低于Al-Sn共晶温度时,Sn相分布均匀;当烧结温度超过Al-Sn共晶温度时,Sn相沿着粉末颗粒的周围呈网状分布,网状形态取决于球磨后的粉末颗粒尺寸.纳米复合Al-Sn合金的显微硬度随烧结温度的提高而降低,与传统的铸造方法相比,机械合金化方法显著强化了Al-Sn合金.     

高密度纯钨的低温活化烧结工艺及其致密化行为

采用溶胶喷雾干燥-煅烧-氢热还原法制备了BET粒径为0.21μm的超细纯钨粉末,并利用球磨处理进一步活化粉末。研究了超细纯钨粉末形貌及其性能随球磨时间的变化特征,探索了未球磨、球磨5h及球磨10h3种超细纯钨粉末烧结致密工艺,此外还详细研究了纯钨烧结体组织形貌、晶粒尺寸及显微硬度等性能随烧结温度及球磨时间的变化规律。结果表明,球磨处理对超细纯钨粉末的烧结起到了极大的活化作用,由球磨10h粉末制成的压块在1900℃下烧结2h其致密度即可达97.3%,比传统微米级纯钨粉末制成的压块达到相同烧结致密度的温度降低了600℃以上。同时,球磨处理可以大幅降低钨粉的起始烧结温度和再结晶温度,获得组织更加均匀细小、力学性能(硬度)更加优良的钨烧结体。     

高能球磨工艺对Cu-10Cr-0.5Al2O3组织与性能的影响

利用高能球磨方法对Cu-10Cr-0.5Al2O3(质量分数,%)混合粉末进行预处理,采用电场活化烧结技术对球磨粉末进行烧结,运用XRD、SEM、硬度、断裂强度和电导率等测试方法研究球磨时间对Cu-10Cr-0.5Al2O3复合粉末烧结前后组织和性能的影响.结果表明随着球磨时间的增加,Cu晶粒更加细化,第二相分布更加弥散,以致烧结材料的强度和硬度逐渐增大,球磨20h后,烧结样品的强度和硬度分别达到952MPa和285HV;由于晶粒细化、高度弥散的第二相以及铜相的晶格畸变加强对电子的散射作用,烧结试样的电导率也随球磨时间的延长而逐渐下降,球磨20h后,烧结样品的电导率下降到51%(IACS).     

双步球磨与放电等离子烧结制备细晶TiAl合金

采用双步球磨法和放电等离子烧结(SPS)技术制备细晶Ti-47Al(at%)合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪以及透射电子显微镜(TEM)等分析测试手段对球磨后的粉末形貌结构、相组成以及烧结块体的显微组织结构进行观察和分析。结果表明:双步球磨粉末的颗粒形状较规则,其颗粒尺寸在20~40μm之间,内部结构均匀,主要由TiAl和Ti3Al相组成。放电等离子烧结后的块体主要由主相TiAl和少量的Ti3Al相及Ti2Al相组成,随着烧结温度的升高,Ti3Al相含量有所增加。当烧结温度为1000℃时,烧结块体获得的主要是等轴晶组织,等轴晶粒尺寸大多数在100~250nm之间。当烧结温度为1100℃时,烧结块体致密、无孔洞,等轴晶粒有明显长大的现象,显微组织主要由等轴状的TiAl相和片层状的Ti3Al相组成。     

机械球磨法制备AZ31合金及其组织性能研究

采用机械球磨法制备了超细纳米晶AZ31合金,研究了球磨时间和包套温挤压温度对AZ31合金粉末形貌、颗粒尺寸、晶粒尺寸和力学性能的影响,并分析了球磨时间的作用机理。结果表明,机械球磨后的混合粉末的平均颗粒尺寸都要小于未经过机械球磨的原料粉末,且随着机械球磨时间的延长,粉末的平均颗粒尺寸减小;球磨80 h、250℃包套挤压后AZ31合金棒材中的晶粒大小分布较为均匀,平均晶粒尺寸约为200 nm;在相同的包套挤压温度下,随着机械球磨时间的延长,AZ31合金的显微硬度都有逐渐增加的趋势;在相同的机械球磨时间下,随着包套挤压温度的升高,AZ31合金的显微硬度逐渐降低。随着机械球磨时间的延长,AZ31合金的室温屈服强度有所增加,在机械球磨时间为80 h时取得最大值453 MPa。     

机械球磨热压烧结Mo-50%Cu合金的组织性能

采用机械球磨-真空热压固相烧结工艺制备Mo-50%Cu(质量分数, 下同)合金,研究机械球磨Mo/Cu复合粉末的组织形貌及热压烧结Mo-50%Cu合金的组织与物理、力学性能。结果表明：热压固相烧结工艺是制备高致密、高Cu含量Mo-Cu合金材料的有效途径;通过机械球磨可以显著细化Mo/Cu复合粉末及烧结态Mo-Cu合金中Mo相组元的尺寸并使其分布均匀化;获得的Mo-50%Cu合金中Mo相细小、均匀弥散分布于Cu基体中,既没有形成对导电性有较大负面影响的网络结构,又能充分发挥Mo相的弥散强化作用,因此,具有优异的物理与力学综合性能     

WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层的冷喷涂制备

采用WC/Fe/Al混合粉末,通过机械合金化制备40v0l％ WC/Fe(Al)固溶体复合粉末,利用冷喷涂沉积涂层并结合热处理原位反应制备了WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层.研究了球磨时间对复合粉末相结构、晶粒尺寸及组织结构的影响,并分析了冷喷涂WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层的组织和显微硬度.结果表明,机械合金化可获得WC陶瓷颗粒呈微/纳米多尺度分布的WC/Fe(Al)金属陶瓷复合粉末,球磨36 h的复合粉末基体相平均晶粒尺寸约为90 nm,冷喷复合涂层组织致密、多尺度WC颗粒在基体中均匀弥散分布,涂层显微硬度约为1060 HV0.3,涂层在650℃热处理后发生Fe(Al)固溶体向FeAl金属间化合物的原位转变,制备出了WC/FeAl金属间化合物基金属陶瓷涂层.     

片状粉末冶金法制备ODS铁素体不锈钢及其微观结构特征研究

采用片状粉末冶金方法制备了氧化物弥散增强(ODS)铁素体不锈钢。利用SEM研究了铁素体不锈粉末在低能球磨工艺中粉末形貌的演化规律以及烧结后样品的微观组织。结果表明:铁素体不锈粉末具有优异的塑性变形能力,在低速球磨过程中发生减薄和弯折等变形,随着球磨时间的增长,初始不规则粉末被研磨成薄片状粉末。当球磨时间达到20 h时,片状粉末厚度达到纳米尺寸(100～200 nm),径厚比达到最大值(约为110)。经冷压烧结后,铁素体基体呈现结状组织,Y2O3颗粒弥散分布在原纳米片状粉末界面处,这说明采用高径厚比的纳米片状粉末能实现Y2O3颗粒的弥散分布。     

球磨工艺参数对Al2O3弥散强化NiCr合金粉及其喷涂层性能的影响

采用不同的球磨工艺制备了Al2O3弥散强化NiCr合金粉末,粉末经雾化造粒后,进行微束等离子喷涂(MPS)试验.采用XRD、SEM等方法研究了弥散强化粉末及其喷涂层的微观组织结构及硬度.结果表明:采用较长的球磨时间以及相对高的Al2O3含量可以得到组织结构均匀,硬质相弥散分布的球磨粉末,MPS喷涂后涂层结构均匀,显微硬度为原NiCr粉末涂层的3倍左右.     

机械球磨制备Ni_2FeSb合金的烧结动力学（英文）

采用粉末冶金工艺制备Ni_2FeSb三元形状记忆合金。利用膨胀实验研究合金的烧结动力学;采用XRD和SEM分别考察粉末样品和烧结样品的显微组织和形貌;测定烧结样品表面的显微硬度。结果表明:研磨时间对粉末样品的形状、晶粒尺寸和晶体结构的均匀性具有显著影响。经较长时间研磨的样品具有较高的相对密度和较均匀的元素分布,且为L21和马氏体相,这些性能使合金具有形状记忆功能。在温度为750~1273 K条件下,合金的激活能为109~283 kJ/mol,这表明烧结过程主要由体积扩散控制。增加研磨时间和加热速率,合金的显微硬度得到提高。     

放电等离子烧结制备9Cr-ODS钢的组织与力学性能

采用放电等离子烧结(Spark plasma sintering,SPS)工艺制备了成分为Fe-9Cr-1.5W-0.4Mn-0.2V-0.1Ta-0.3Ti-0.3Y_2O_3(质量分数,%)的9Cr-ODS钢。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)、高分辨透射电镜(HRTEM)对ODS钢的宏观烧结特征、晶粒形貌、析出相形貌等进行表征。利用万能拉伸试验机测量不同温度下样品的力学性能。结果表明:通过放电等离子体烧结工艺可以制备出具有超细晶粒的ODS钢,950℃/5 min时烧结效果最好,致密度达到97.7%。950℃/5 min烧结后样品的晶粒呈现粉末颗粒表面晶粒粗大(1μm)而内部晶粒细小(纳米级)的现象,样品内的析出相以高密度、纳米尺寸、弥散分布的纳米团簇为主,其分布密度可以达到5.1×10~(22)个/m~3,同时还发现了少量化学计量比的Y_2Ti_2O_7。放电等离子体950℃/5 min烧结样品的常温和650℃拉伸强度分别达1040 MPa和407 MPa。     

双步球磨法制备纳米晶结构TiAl基合金粉末的研究

以元素粉末为起始粉末,采用双步球磨法(球磨+热处理+球磨)制备TiAl基纳米晶多相结构粉末(粉末成分为Ti-47Al(at%)、Ti-45Al-2Cr-2Nb-1B-0.5Ta(at%)).采用xRD、SEM、EDs、DTA、粒度分布仪对两种粉末颗粒在球磨和热处理过程中的特性进行了表征和分析.结果表明,采用双步球磨法制备的多相结构纳米晶粉末杂质含量低,粒度分布均匀,合金元素弥散分布.一步球磨6 h获得Ti/Al均匀复合结构及实现Ti(Al)部分固溶;700℃,2 h热处理获得Ti3Al、Ti、Al3Ti、TiAl相,Al相已经消失;二步球磨实现晶粒尺寸、颗粒尺寸进一步细化.     

球磨对TiC颗粒增强高速钢复合材料显微组织与性能的影响

研究TiC颗粒与钢基混合粉在高能球磨过程中的显微组织与性能,分析在球磨过程中,粉末颗粒的形貌变化与粒度分布规律,明晰球磨时间对烧结合金致密度、显微组织和力学性能的影响。结果表明:当球磨时间从0 h增加到30 h时,粉末颗粒发生变形破碎,粉末粒度快速降低;当球磨时间进一步增加到40 h时,粉末颗粒间的焊合破碎作用达到平衡,此时,粉末粒度变化趋于平缓,粉末形貌由最初的球形大颗粒变化为细小的层片状。当球磨时间继续增加时,粉末形貌不再有明显变化。烧结合金的致密度、显微组织和力学性能也呈现出相似的变化规律。复合材料的最佳球磨时间为40 h。     

TiH2粉末的高能行星球磨及超细晶钛烧结

研究TiH 2粉末的高能行星球磨规律,然后使用制备出的球磨粉末开展压制?真空烧结,评价烧结样品的显微组织特征。结果表明,TiH 2粉末的高能球磨可划分为3个基本阶段：球磨初期粉末粒度迅速细化;球磨中期粉末粒度逐步趋向最小极限尺寸,同时粉末粒径的均匀性和分布集中程度明显改善;在球磨的后期,粉末粒径又会发生粗化现象。因此,TiH2粉末的高能行星球磨存在一组最佳的工艺参数。高能球磨会改变TiH2粉末的脱氢特征温度,且粉体的D 50越小,特征温度下降幅度越大,与原料粉末相比,最大差值达83℃。对烧结样品的显微组织分析显示,通过由球磨TiH 2粉末所获得的烧结钛合金的晶粒度得到了显著地细化;当采用优化的工艺开展球磨TiH 2粉末制备时,通过压制和真空烧结可获得平均晶粒度在5μm以下的超细晶钛。     

机械合金化ODS钴基合金粉末的放电等离子烧结

采用机械合金化（MA）和放电等离子烧结（SPS）技术制备了Y2O3弥散强化Co基合金，研究了高能球磨过程中粉末形貌和微观结构的变化规律以及机械合金化粉末的放电等离子烧结行为。结果表明：在球磨的初始阶段（≤8h），粉末粒度和晶粒尺寸显著减小，晶格畸变增大；球磨8h以后，粉末粒度、晶粒尺寸和晶格畸变的变化渐缓；但进一步延长球磨时间，使Y2O3弥散粒子的分布更加均匀。采用放电等离子烧结技术，在1100℃，10min条件下便可制备出相对密度〉99％的合金试样，所得合金平均晶粒小于5μm，经过均匀化热处理后，合金的室温抗压强度和压缩延伸率分别达到1982MPa和27％，优于铸造钻基合金。     

高能球磨对AgSnO_2电触头材料组织与性能的影响

对雾化法制备的AgSnO2粉末进行球磨处理,研究了高能球磨对AgSnO2粉末的形貌及其烧结性能的影响。结果表明:高能球磨有利于提高AgSnO2粉末的烧结性能,改善烧结坯的显微组织以及第二相粒子SnO2在Ag基体中的分布,因而获得了晶粒细小、致密度高、抗弯强度大以及加工性能优良的AgSnO2电触头材料。     

WC粉末特性对超细晶硬质合金烧结敏感性影响的研究

选取3种不同厂家生产的08型WC粉作为原料,以相同的工艺路线制备WC-6%Co硬质合金样品。通过对WC原料粉末杂质含量、粒度、物相、显微形貌、晶粒尺寸和晶格参数详细分析以及不同温度烧结后合金显微组织、WC晶粒夹粗数量和WC平均晶粒度表征,探究WC粉末特性对合金烧结敏感性的影响。研究结果表明,采用颗粒尺寸分布均匀集中、亚晶尺寸大,结晶性完整以及晶格常数与标准值差异较小的WC-C粉末作为原料可以有效的降低合金的烧结敏感性。当烧结温度从1 410℃升高到1 450℃,WC-C制备的合金中WC晶粒夹粗数量增幅较小,且WC平均晶粒度无明显变化维持在0.48μm,同时WC碳含量在6.17%～6.21%波动时,对合金中的WC晶粒夹粗影响亦相对较小。     

烧结方式对CoCrNi中熵合金组织及力学性能的影响

采用机械合金化法（MA）球磨制备CoCrNi中熵合金原料粉末，结合放电等离子烧结（SPS）或高真空烧结制取CoCrNi中熵合金，研究了球磨时间以及退火对CoCrNi中熵合金原料粉末微观形貌、颗粒尺寸及相结构的影响规律，对不同烧结方式制备的合金块体进行微观结构及力学性能研究。结果表明：随着球磨时间的延长，各单质粉末颗粒尺寸不断减小并逐渐融合，在球磨25h后，原料粉末主要为FCC固溶体结构，还有少量的BCC相；在后续烧结过程中，少量BCC相发生相转变，组织中只有FCC相结构；退火烧结样品的弹性模量为6.57GPa，是真空烧结的1.55倍，屈服强度为279.28MPa，与真空烧结后样品的屈服强度相当，退火烧结的延伸率为35.97%，明显大于直接真空烧结；SPS烧结的块体合金表现出高达793.72MPa的屈服强度和61.08%的塑性应变，且维氏硬度达到399HV，与其它两种烧结方法相比，SPS在实现HEAs快速低温烧结方面更具潜力。