粉末冶金在高熵材料中的应用

高熵材料是近年来出现的一种新型材料，具有高强度、高硬度、良好耐腐蚀和优异的高温组织稳定性等性能，在航空航天、高温以及先进核能等领域展现了广阔的应用前景，引起国际材料领域的广泛关注，相关研究也取得了很大进展。粉末冶金作为一种高性能金属基和陶瓷复合材料的先进制备技术，可以获得纳米晶和过饱和固溶体等亚稳材料，同时也可用于传统熔炼法较难制备的具有特殊结构和性能的材料，近些年来，粉末冶金技术在高熵材料制备中得到广泛应用。本文从高熵材料的应用理论出发，针对目前高熵材料粉体制备方法、块体成型以及粉末冶金制备的典型高熵材料三个方面予以综述，着重阐述了高熵材料的力学性能和其变形行为特点，同时展望了高熵材料的未来发展趋势。      

航空航天用粉末钛合金的热等静压工艺研究

以等离子旋转电极法制备的Ti6Al4V球形粉为原料,通过热等静压使之致密,研究了热等静压温度、升温速率、保温时间等工艺参数对材料显微组织和力学性能的影响.结果表明,热等静压温度对材料组织和性能影响很大,当热等静压温度为880℃时,获得组织细小、综合性能优异的合金.通过试样的EBSD图谱分析可知,热等静压制备的钛合金具有各项同性、组织均匀、性能波动小.     

掺杂EBS润滑剂的粉末冶金铝合金脱脂工艺

采用冷压—烧结工艺制备了掺杂乙撑双硬脂酰胺(EBS)润滑剂的粉末冶金铝合金,比较了单/多温段脱脂工艺的优劣,发现多温段脱脂优于单温段脱脂,脱脂更彻底,但由于气体流量不能无限大,导致气氛脱脂得到的样品碳含量无法达到碳剩余理论值0.02%。研究了真空脱脂和空气负压脱脂机制,真空脱脂可使得EBS热分解的气态有机物和灰分从压坯表面逸出,并被及时带出炉外,最终合金碳含量接近碳剩余理论值0.02%;空气负压脱脂可使得残余碳被氧化逸出,脱碳更彻底,样品碳含量低于碳剩余理论值。研究了脱脂工艺对合金力学性能的影响,发现真空脱脂合金力学性能优于气氛脱脂,相对密度最大为97.86%,拉伸强度最大为218.06MPa,接近未添加润滑剂合金的力学性能;空气负压脱脂虽然可使碳含量更低,但因脱脂过程中样品暴露在空气中,使得原料粉末也被氧化,导致合金最终的力学性能严重下降。     

掺杂EBS润滑剂的粉末冶金铝合金脱脂工艺研究

文章通过冷压-烧结制备了掺杂EBS润滑剂的粉末冶金铝合金,比较了单/多温段脱脂工艺优劣,发现多温段脱脂优于单温段脱脂,脱脂更彻底,但由于气体流量不能无限大,导致气氛脱脂得到的样品碳含量无法达到碳剩余理论值0.02%。研究了真空脱脂和空气负压脱脂机制,真空脱脂可使得EBS热分解的气态有机物和灰分从压坯表面逸出,并被及时带出炉外,最终合金碳含量接近碳剩余理论值0.02%；空气负压脱脂可使得残余碳被氧化逸出,脱碳更彻底,使样品碳含量低于碳剩余理论值。研究了脱脂工艺对合金力学性能的影响,真空脱脂合金力学性能优于气氛脱脂,相对密度最大为97.86%,拉伸强度最大为218.06MPa,接近未添加润滑剂合金的力学性能；空气负压脱脂虽然可使碳含量更低,但因脱脂过程中样品暴露在空气中,使得原料粉末也被氧化,导致最终的合金力学性能严重下降。     

工业生产条件下烧结温度对粉末冶金Fe-Cu-C合金组织和性能的影响

在实际工业生产条件下采用粉末冶金技术制备Fe-Cu-C合金,研究了烧结温度(1 060～1 160℃)对其密度、显微组织、物相组成、力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,合金的密度先增大后降低,并在1 140℃时达到最大值(7.02 g·cm-3);随着烧结温度的升高,合金组织中颗粒的球化程度提高,孔隙的尺寸减小、数量降低,显微组织趋于稳定,铜相衍射峰消失,Fe4Cu3相衍射峰出现;合金的抗拉强度、硬度随烧结温度的变化趋势与密度的基本相同,且均在1 140℃时达到最大值,分别为460 MPa,185 HRB,拉伸断口均主要呈脆性断裂特征;工业生产条件下制备的合金的力学性能指标基本与在实验室条件下制备的相吻合。     

烧结工艺对多孔Ti-5Cu合金微观结构和力学性能的影响

以40%球形硬脂酸为占位剂,应用粉末冶金法制备出具有各向异性多孔结构的多孔Ti-5Cu合金,并研究了烧结工艺对多孔Ti-5Cu合金微观结构和力学性能的影响。结果表明烧结温度和保温时间对制备出的多孔Ti-5Cu合金的相组成没有明显影响,但对其微观结构和力学性能有较大影响。在900℃保温2 h制备出孔结构和力学性能较佳的多孔Ti-5Cu合金,其孔隙率为68.25%,抗压强度为89.00 MPa,弹性模量为3.79 GPa,与人体骨的力学性能相近,有潜力用作骨修复材料。     

防尘端盖制造工艺研究

在分析传统工艺特点,通过改变加工工艺和利用粉末冶金两种方法制造输送辊防尘端盖,确保生产工艺的合理性。结果表明,利用粉末冶金工艺具有加工效率高、生产成本低的特点,符合企业的发展。     

热压对(Mg2Ni+Mg3Sb2)/Mg复合材料组织及性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了不同Ni含量的(Mg2Ni+Mg3Sb2)/Mg基复合材料,并采用热压工艺对已制备的复合材料进行塑性变形处理,研究了热压对(Mg2Ni+Mg3Sb2)/Mg基复合材料显微组织及力学性能的影响。结果表明,热压变形可以细化基体Mg颗粒,提高Mg3Sb2和Mg2Ni相分布均匀性,消除材料中的孔洞和裂隙等缺陷,提高复合材料的致密度,同时,使复合材料的力学性能得到显著提高。     

铁基含油轴承材料表面硫化改性及摩擦学性能

为改善边界润滑工况下铁基含油轴承材料的摩擦学性能,采用低温液体渗硫技术在材料表面形成一层固体渗硫层,微观检测渗硫层形貌与成分,并在端面摩擦磨损试验机上进行摩擦学实验,分析其摩擦磨损性能与自润滑机理。结果表明:渗硫层中固体润滑剂的主要成分为FeS,硫化物沿着基体孔道由材料表面向内部扩散,渗硫层的厚度约为15μm;与未硫化材料相比,硫化材料的摩擦因数明显降低,且硫化时间越长,轴承表面渗硫层的减摩性能越好;表面硫化改性后,利用轴承基体多孔含油与表面渗硫层的液固协同润滑作用,其综合摩擦磨损性能比单纯固体润滑或单纯油润滑的减摩性能都要好,边界润滑工况下的抗擦伤、抗咬合性能得到改善。     

一种铜基粉末冶金闸片寿命提升的研究

本文介绍了一种铜基粉末冶金闸片的寿命提升研究工作的过程。因其运用过程中使用寿命低于设计预期,故开展该项研究工作,通过对使用闸片的分析研究,认为闸片中非金属与基体组分的结合力偏小导致非金属石墨过早的剥离是造成闸片寿命偏低的主要原因,随后针对烧结工艺中的直接影响因素进行改进,并对改进后的闸片开展试验,最终试验结果表明本次研究工作的效果是显著的,在闸片摩擦系数不变的情况下寿命提升了40%以上。