热等静压参数对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金组织与力学性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末,并对预合金粉末进行表征.研究了热等静压参数对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,热等静压温度和压力的升高有助于提升粉末合金的致密度,当粉末合金的致密度大于99.5%时,粉末合金的力学性能可以达到锻造合金的水平.综合考虑粉末合金的致密度、显微组织和力学性能,Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末优选的热等静压工艺成型窗口为温度890~940℃,压力120 MPa以上,保温保压3 h.包套对热等静压压力有屏蔽作用,设计不当会降低粉末压坯的致密度.通过优化包套设计、热等静压参数和工艺途径可以有效抑制包套的屏蔽作用,提升粉末合金的致密度.     

粉末冶金TA7 ELI合金的制备及其界面反应层

采用Ti-5Al-2.5Sn ELI (TA7 ELI)洁净预合金粉末通过热等静压(HIP)致密化工艺制备TA7 ELI合金.利用粒度仪和扫描电镜等对粉末的粒径分布、形貌和化学成分进行表征.利用金相显微镜分析热等静压后TA7 ELI合金的显微组织,利用电子探针分析包套和粉末反应层的元素分布.结果表明:粉末的平均粒度约为80 μm,形貌呈球形;经1 000 ℃、130 MPa、3 h热等静压后,材料的相对密度达到理论密度的99.5%,获得平均晶粒直径约为40 μm的细小等轴晶组织;包套与TA7 ELI粉末界面反应层厚度为3～8 μm,反应层富集Al和Sn元素,Fe元素沿TA7 ELI晶界快速扩散,在界面附近呈网状分布.     

粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金显微组织研究

采用包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI(extra low interstitial)合金,研究了热等静压温度、粉末粒度、后续热处理温度对合金显微组织的影响。当热等静压温度在800℃时,粉末体压坯显微组织保持颗粒形态,致密度为99.2%;当温度在900~940℃时,显微组织演变为完全致密、细小的等轴晶。在α相区热等静压温度下,包套中的Fe在基体中的扩散不明显;在α+β、β相区温度下,Fe在β相中向基体快速扩散,影响合金表面质量。粉末粒度越大,合金的平均晶粒尺寸越大,残留孔隙较多。在α相区热处理,显微组织仍为细小等轴晶;当温度升至1000℃时,出现热致孔隙。     

沈阳亨运达钛业有限公司研制的超低温钛合金及其锻棒获得国家发明专利

深空、深海、月球等探测以及南北极科考、低温固体和液体燃料的储存、超导发电机转子、磁悬浮列车等都需要超低温承力结构材料。20世纪80年代初,美国宇航局发射的阿波罗宇宙飞船用Ti-5Al-2.5Sn和Ti-6Al-4V合金制作了液氢容器、导管和高压气瓶。日本采用Ti-5Al-2.5Sn ELI和Ti-6Al-4V ELI合金制作了30MVA超导发     

真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子分数，x/%)的预合金粉末，并对预合金粉末的化学成分、表面状态及流动性等进行了表征。通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti2AlNb合金，研究了真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响。结果表明，超声气体雾化法制备的Ti2AlNb合金粉末化学成分批次稳定性好；从粉末填充的工艺性能方面考虑，热等静压成形应选取粒度小于250 μm以下的全粒度分布预合金粉末；真空脱气处理可减少粉末冶金Ti2AlNb合金的孔隙缺陷，提升合金拉伸性能的稳定性和高温持久寿命。     

热等静压粉末Ti2AlNb合金的制备及电子束焊

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0.5Mo(原子分数,%)的预合金粉末,通过包套热等静压工艺制备了粉末Ti2AlNb合金。实验结果显示,粉末粒度显著影响粉末Ti2AlNb合金的孔隙分布。对制备的粉末Ti2AlNb合金粉末环坯进行X射线探伤,检验结果显示环坯无明显焊接气孔及夹杂缺陷。采用金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM),研究了热等静压态Ti2AlNb合金电子束焊接头显微组织,从熔合区到母材的组织为单相组织向双态组织过渡,熔合区和热影响区显微硬度略高于母材。     

包套设计对典型粉末钛合金拉伸性能的影响

采用热等静压工艺制备Ti-6Al-4V和Ti-60两种预合金粉末钛合金,研究两种不同包套形式对粉末合金拉伸性能的影响,采用SEM观察粉末合金的拉伸断口形貌,并利用MSC.Marc有限元分析软件对两种包套在热等静压过程中包套各部位的尺寸收缩进行模拟预测。结果表明:包套结构设计不合理时,焊缝在热等静压过程中存在泄漏的风险,进而会严重恶化粉末合金的性能;有限元模拟仿真可以辅助包套设计,提高效率,对制备粉末冶金近净成型构件有较为重要的工程应用意义。     

TiAl预合金粉末热等静压致密化机理及热处理对微观组织的影响

采用感应熔炼气体雾化法(EIGA)制备了Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B(原子分数,%,下同)和Ti-45Al-8Nb-0.2Si-0.3B 2种Ti Al预合金粉末,应用SEM,OM和DSC对预合金粉末进行表征.对Ti Al预合金粉末进行热等静压致密化处理,随后对致密化所得Ti Al合金进行热处理,研究了不同时效温度和冷却速率对Ti Al合金微观组织的影响.结果表明,预合金粉末的冷却速率在105~106K/s之间,随着冷却速率的增加,预合金粉末雾化过程中出现b→a'的马氏体转变.DSC曲线表明,升温过程中在700~800℃之间发生亚稳a2相→g相的转变.在热等静压过程中,预合金粉末初始阶段随机堆积,通过粉末颗粒流动、转动和重排实现致密度的提高.随着温度升高a2相转变为g相;温度进一步升高,粉末颗粒发生显著塑性变形,颗粒间形成烧结颈.随着保温时间的延长,粉末间孔隙主要通过表面扩散、体积扩散和扩散蠕变连接方式完成闭合.Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B预合金粉末热等静压致密化后,其微观组织主要为细小等轴的g相组织,以及少量的a2相和b相.Ti-45Al-8Nb-0.2Si-0.3B预合金粉末热等静压致密化后,其微观组织主要为细小等轴的g相组织,以及少量的a2相和弥散分布的硅化物x-Nb5Si3.时效温度不同,等轴g相、等轴a2相和a2/g片层之间面积分数发生变化,其变化规律主要取决于各相的Gibbs自由能变化.冷却速率对Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B和Ti-45Al-8Nb-0.2Si-0.3B合金连续冷却相变有较大的影响.对于Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B合金,水冷主要形成等轴a2相,油冷、空冷和炉冷都形成全片层组织.对于Ti-45Al-8Nb-0.2Si-0.3B合金,水冷形成a2相和gm相,油冷和空冷形成羽毛状、Widmanst?tten片层和a2/g片层混合组织,炉冷形成全片层组织.对比2种Ti Al合金连续冷却曲线可知,Nb元素的增加使得连续冷却曲线向无扩散型转变方向发展.     

Ti—55M高温Ti合金焊缝塑性的改善

考察了Ti-55M高温Ti合金焊接接头力学性能,结果显示焊缝在明显的室脆性,探讨了Ti-55M焊缝室温塑性的各种影响因素,尝试使用调整焊缝化学成分的方法改善Ti-55M焊缝的塑性,选择ELI级Ti-5Al-2.5Sn焊丝、配合脉冲氩弧焊工艺和适当的焊后热处理制度、获得的焊缝塑性接近母材的塑性,接头的室温和高温强度以及高温持久等重要性能能够满足母材技术指标要求。     

Al2O3/ZrO2涂层在热等静压致密化TiAl基合金粉末过程中对碳钢包套的影响

由于焊接性能好，成本低，碳钢材料常被用于制作热等静压致密化TiAl基合金粉末的包套。在高温高压下，碳钢包套和TiAl基合金粉末通过原子扩散在扩散区形成脆性相，导致包套失效，并降低TiAl基合金压坯的致密度。为了确保碳钢包套在热等静压致密化TiAl基合金粉末过程中的可靠性，本文利用热喷涂的方法在20#钢包套内壁添加了Al2O3/ZrO2（A-Z）涂层，然后在 。在热等静压试验中，带有A-Z涂层的20#钢包套用于热等静压致密化Ti-46Al-2Cr-2Nb-(W, B)预合金粉末，其工艺为：1523K,2.5小时，130MPa+1603K,0.5小时，130MPa。为了对比，利用没有A-Z涂层的20#钢包套在1523K,3小时，130MPa的工艺参数开展了热等静压致密化试验。利用扫描电镜、电子探针等设施对获得的压坯进行了观测和分析。结果表明：A-Z涂层的加入可以防止脆性金属间化合物的形成。在热等静压过程中，20#钢包套中的Fe原子无法通过扩散的方式与TiAl基合金中的钛原子和铝原子相遇。因此，20#钢包套在热等静压过程中的可靠性得到了保证。此外，通过利用添加A-Z涂层的钢包套获得了完全致密的TiAl基合金压坯。压坯呈现出了近全片层类型的微观组织，其室温下的抗拉强度和延伸率也分别突破了590MPa和2.0%。     

Micro metal powder injection molding of W-Cu nanocomposite powder

Increasing attention is being paid to micro metal injection molding as a manufacturing technology for miniature part. W-Cu nanocomposites have been used as heat sink and packaging materials in microelectronic devices. A micro injection molding technique will provide and appropriate tool to fabricate W-Cu nanocomposite materials for microcomponents. In the present study, a fundamental investigation of micro metal injection molding using W-Cu nanocomposite powder is reported. The densification behavior of W-Cu nanocomposite was examined in order to confirm the shape stability of microcomponents.     

High density powder metallurgy design concepts for powder forging

The forging of powder metal compacted preforms to full density has evolved as an extension of the conventional powder metal process. Indentification and evaluation of the variables in the powder forging process is required to optimize each step of the process, from the powder to the product. Optimization leads to both maximum product quality and minimum process variation.     

Carbides in atomized powder and powder tungstenless high-speed steel

Carbides are necessary component part of the structure in high-speed steels. The wear resistance, heat resistance, and strength of these steels markedly depend on the amount of carbides, the ratio between different types of carbides, and their states. The aim of the present work is to study the phase composition of carbide precipitates obtained from atomized powder and the corresponding tungstenless powder high-speed steel of the type M5F5.Translated from Metallovedenie i Termicheskaya Obrabotka Metallov, No. 6, pp. 23–26, June, 1994.     

添加微量纳米铁粉对铁基粉末烧结温度的影响

将添加0.5%纳米铁粉的铁基粗粉末通过强烈球磨混合压制成的样品,在600、650、700、750、800、850、920℃温度下进行烧结,保温20 min,通过TEM、SEM等手段观察样品的形貌变化.结果表明,添加纳米铁粉后试样烧结温度可降低260℃.其原因是高活性低熔点的纳米铁粉在粗铁粉末颗粒界面上的快速吸附、溶解和扩散造成的.     

Molten salt synthesis of tungsten carbide powder using a mechanically activated powder

A novel method for synthesizing ceramic powders in molten salt was introduced in this paper. Unlike traditional mechanochemical process, the novel method is based on mechanical alloying followed by chemical reaction in liquid phase (molten salt). The reaction temperature to synthesize tungsten carbide in molten salt was 1000 °C. Results in this paper showed that W₂C and WC powder could be successfully synthesized by the method. Under raised reaction conditions, there was a transformation from W₂C to WC. The mechanism of the reaction in molten salt was discussed finally.     

工艺参数对同轴送出粉末流动状态的影响

借助高速摄像拍摄同轴送粉粉末束流宏观形貌，结合图像灰度化处理方法，系统研究不同工艺参数对粉末束流动状态的影响.针对所用研究方法的可行性进行了评估.结果表明，用灰度值表征粉末空间浓度大小具有较高的可行性.粉末束流焦点处及上、下间隔3 mm左右范围内横截面的粉末空间浓度分布基本呈典型的高斯分布；送粉速率对粉末束流焦点位置影响较小；随着载气量增加粉末焦点位置逐渐上移，粉斑直径逐步变小；同轴保护气流量不易过大，8 L/min是其临界值，大于该值可能会因产生"涡流现象"而导致粉末的运动轨迹发生变化.