低活化铁素体/马氏体钢的研究进展

 介绍了国内外低活化铁素体/马氏体(RAFM)钢的研究进展及发展趋势;分析了RAFM钢中可能出现的合金元素的作用以及辐照前后RAFM钢的组织结构、辐照硬化及辐照脆性现象。认为通过沉淀强化与弥散强化手段可以提高现有RAFM钢的高温力学性能;12Cr3W RAFM钢与氧化物弥散强化RAFM钢是很有希望的超临界水堆包壳管用候选结构材料。     

基于Laval喷嘴的层流气雾化法工艺参数探索及粉末性能研究

基于Laval喷嘴的层流气雾化技术可以高效制备高性能金属粉末,但目前对这种技术的各项工艺参数及粉末性能尚未有系统性研究。本工作使用基于Laval喷嘴的层流气雾化制粉设备制备了AlSi10Mg合金粉末,同时使用传统分析方法和X射线计算机断层扫描技术分别研究了雾化气体压力以及导流管内径对粉末整体形貌、三维形貌、球形度、粒度分布、物理性能及内部缺陷的影响,并结合数值模拟进行机理性解释。结果表明,基于Laval喷嘴的层流气雾化技术制备的AlSi10Mg粉末性能较好,由于在较高的雾化气体压力和较窄的导流管内径条件下气液流量比更高,金属熔体更易发生破碎,故制备的粉末球形度更好,粒度分布较窄,细粉收得率可接近50%,不规则粉末及空心粉较少。     

9Cr3W低活性马氏体钢微观组织及力学性能的初步研究

通过提高W含量，调整V、Ta、Ti、N等微合金元素含量，设计了9Cr3W型低活性马氏体钢。研究了该钢的微观组织结构与硬化、时效及相转变行为，对其进行了拉伸性能和冲击韧性测试。与Eurofer97钢相比，该钢表现出优良的高温拉伸性能。分析了9Cr3W钢用作超临界水堆堆芯内部件及包壳材料的可行性，其高温力学性能远优于Zr合金包壳材料;拉伸性能与T91钢相当，且韧脆转变温度低于T91钢，冲击吸收功上限高于T91钢，具有优良的冲击韧性;9Cr3W钢的高温瞬时强度低于奥氏体316不锈钢，成为制约其用于超临界水堆堆芯内部件及包壳的因素之一。     

气体雾化制粉工艺中基于气体整流的卫星粉控制技术

金属熔体气体雾化法是制备增材制造专用金属粉末的重要方法。然而,气体雾化工艺制得的粉末中通常混有大量卫星粉,对金属增材制造工艺产生不利影响。本文通过施加辅助气流并采用阶梯状雾化室结构等气体整流措施抑制回流区中的粉尘回旋,进而控制卫星粉的形成。利用计算流体力学软件ANSYS Fluent进行数值模拟,研究施加辅助气流或采用阶梯状雾化室结构时,雾化室内宏观流场特征以及颗粒运动轨迹的变化规律。结果表明,在雾化室顶部距雾化室中心R/2（R为雾化室半径）处施加辅雾比（辅助气流与雾化气流的流量比）大于0.8的辅助气流时能够有效抑制回流区中的粉尘回旋;采用阶梯宽为300 mm、高为575～600 mm的雾化室结构能够有效抑制回流区中的粉尘回旋。根据数值模拟结果,采用气体整流措施制备TC4钛合金粉末,并检测粉末的粒径分布、球形度、赘生物指数等指标,发现与不采用气体整流措施制备的粉末相比,赘生物指数降低约45%。     

雾化气体和冷却速率对镍基合金粉末凝固特性的影响（英文）

分别采用氩气和氮气作为雾化介质,制备得到镍基合金粉末。利用扫描电镜分析2种气体雾化的粉末表面形貌及凝固组织特征。基于牛顿冷却模型,对雾化粉末冷却速度和飞行速度进行数值计算。结果表明:冷却速率决定了凝固微观组织形貌。在较低的冷却速率下,2种气体雾化粉末均呈现发达的枝晶组织,而随着冷却速率的增大,氩气雾化粉末呈现欠发达的枝晶和胞晶混合组织。而氮气雾化粉末仅呈现胞晶组织。不同粒径氩气雾化粉末冷却速率在1.0×10~5~4.24×10~6 K·s~(-1),氮气雾化粉末在1.0×10~5~4.8×10~6 K·s~(-1)。冷却速率随粉末直径增加而减小。在快速凝固过程中,Cr,Co,W,Ni和Al等元素仍沿晶轴偏析,而Ti元素沿晶间偏析。     

热处理工艺对氧化物弥散强化Fe-Cr合金微观结构和致密化的影响

将预合金粉雾化粉与Ti粉、纳米Y₂O₃粉混合后进行机械合金化，所得粉末用热等静压进行固结，采用不同的热处理参数对所得样品进行热处理。利用扫描电镜及透射电镜（TEM）等检测工具进行检测。结果表明，机械合金化中导致的孔洞会在热等静压后保留在试样基体中，随正火温度的提高，孔洞的形貌由不规则大孔洞变为细小均匀分散的小孔;在1100℃下保温5h后，孔洞粗化。TEM显示，随正火温度的提高，晶粒发生长大而粗化，并伴随着显微硬度的下降，当在1050℃后继续增加温度，则硬度变化不明显。     

热处理对选区激光熔化镍基粉末高温合金组织与力学性能的影响

以Ar气雾化法制备镍基高温合金粉末,利用选区激光熔化(SLM)技术制备了FGH4096M合金。运用OM、SEM、EBSD等手段研究了SLM沉积态和热处理态合金的组织和性能。结果表明,沉积态合金以奥氏体γ相基体为主,具有最高的延伸率。热处理后合金内析出大量的γ'相,γ'相均匀致密分布于合金内,能够明显提高合金强度。立方状或花瓣状γ'相与基体存在较高的晶格畸变,也能增加合金强度。精细的树枝结构和等轴结构对合金起到细晶强化作用。较高的固溶温度会促进SLM合金内回复和再结晶的发生,同时消除晶内树枝结构和等轴结构。沉积态合金平均延伸率为24.97%。经直接时效处理后的合金屈服强度和极限强度最高,其平均值分别为1459.46和1595.56 MPa。