退火热处理对等径角挤压回收Ti-6Al-4V合金微观结构和显微硬度的影响

采用等径角挤压法回收Ti-6Al-4V合金切屑,并研究了回收样品和退火处理样品的微观结构和显微硬度。结果表明:在回收样品中,切屑之间的边界依然存在,而由于剧烈塑性变形,超细晶结构和较强的纤维织构得以形成。退火处理后,切屑边界部分消失,超细晶组织部分再结晶;而与此同时,退火处理样品展现出更宽泛的织构,再结晶晶粒并不存在择优取向。值得注意的是,退火处理样品的显微硬度较回收样品略有升高。     

金属粉末特性对选区激光熔化工艺及其制件性能影响

高品质金属粉末是选区激光熔化（selective laser melting,SLM）制备高性能制件的重要基础。粉体特性对选区激光熔化技术的影响及其机理研究是理解选区激光熔化技术不可或缺的重要组成部分。本文从粉末物理和化学特性出发,论述了粉末特性对选区激光熔化工艺、制件微观组织与性能的影响。结果表明,粉末的物理特性,尤其是粉末形貌和粉末粒度分布能显著影响其流动性和粉末床堆密度等关键工艺特性;而粉末的化学成分,特别是杂质成分,是影响制件相组成和微观组织的重要因素。在此基础上,本文进一步介绍了选区激光熔化过程中高能量源与粉末颗粒的冶金作用机理研究进展。     

激光工艺参数对选区激光熔化钽微观组织和力学性能的影响

研究了单、双层扫描策略和能量密度（246~640 J/mm³）对选区激光熔化钽显微组织及力学性能的影响。采用扫描电子显微镜和电子背散射衍射对选区激光熔化钽的显微组织进行表征,并对其显微硬度和拉伸性能进行检测。结果表明,选区激光熔化钽显微组织由明显向上生长的柱状晶构成,双层扫描后的钽具有更细的晶粒尺寸。随着输入能量密度的提高,选区激光熔化钽的强度、显微硬度和塑性均具有明显的上升趋势。此外,双层扫描工艺可进一步提高材料密度,且在保留强度的基础上,增强材料塑性。在能量密度为640 J/mm³（双层扫描）时,金属钽性能最优,显微硬度、极限抗拉伸强度及延伸率分别为2307 MPa,527 MPa和11.4%。     

应用等径角挤压(ECAP)技术的金属粉末固结和碎屑回收研究现状

等径角挤压(ECAP)技术以纯剪切的形式在不改变横截面形状的条件下对材料引入大剪切应变,是一项极具发展前景的大塑性变形技术。对于ECAP的研究通常集中在晶粒细化方面,然而近年来ECAP技术在其他领域的应用已逐渐增多,并取得了很大进展。概述了ECAP的工艺原理,详细介绍了ECAP技术在金属粉末固结和碎屑回收方面的研究现状,着重探讨了国内外学者对此项技术的研究热点和不同改进方案,最后基于ECAP技术的局限性对利用该技术实现金属粉末固结和碎屑回收提出了展望。     

射频等离子体球化钨粉的选区激光熔化成形研究

以不规则的钨粉为原材料,采用射频等离子体球化技术制备了球形钨粉,重点研究了选区激光熔化制造纯钨零件,系统研究了工艺参数(激光功率、扫描速度)对制备的纯钨样品致密化、显微组织、显微硬度和压缩性能的影响,从而反馈指导钨粉球化工艺参数的优化。结果表明：球化后钨粉形状规则且球化率高于98%,钨粉的振实密度和松装密度增大,流动性增强。同时球化后的钨粉具有良好的选区激光熔化适用性,打印样品件的致密度在84%-95.6%之间。研究发现,随 激光功率的增大,打印件的致密度、显微硬度和抗压强度呈先上升后下降的趋势,裂纹和孔洞减少。随着扫描速度的增大,打印件的致密度和硬度降低,裂纹增多。因此探究合适的打印参数对钨粉的选区激光熔化成形有着重要意义。     

选区激光熔化成形射频等离子体球化钽粉的微观组织与力学性能研究

本文采用射频等离子体球化法制备的球形钽粉进行选区激光熔化(SLM)成形致密化研究。通过工艺参数优化,在扫描速度为650 mm/s和激光能量为240 W条件下,获得了完全致密的钽样件。由于原始粉末具有较高的流动性,激光成形钽样件表现出较好的成形性能和表面质量。微观组织表征结果显示,样件顶面和侧面分别呈现等轴晶和柱状晶。EBSD结果表明,在制造方向呈现<111>择优取向。最高显微硬度和抗拉强度分别达到296.2 Hv和697 MPa,致密样件的延伸率也显著提高到28.5%。     

限空间自蔓延法制备多孔NiTi合金及性能表征

以Ti粉和Ni粉为原料,对粉末进行预处理后,采用限空间自蔓延工艺制备多孔NiTi合金,对合金的孔隙结构、物相和超弹性等性能进行表征,进一步通过体外细胞毒性试验(MTT法)评价合金的生物安全性能。结果表明:粉末未进行预处理时,难以获得孔隙结构理想的多孔合金。对粉末进行适当的预处理后,可以获得综合性能优异的多孔NiTi合金。合金中的孔隙分布均匀,孔隙形状近球形,孔隙率为34%,孔径为100～500μm。合金物相由单一的B2相组成,具有良好的超弹性,在2.5%和4.0%应变下经过3次循环加载-卸载压缩测试,未产生残余应变。2种应变时对应的抗压强度分别为250和363 MPa,弹性模量为15.4 GPa。MTT试验显示细胞形态体征正常,细胞毒性为1级,表明制备的多孔NiTi合金具有良好的生物安全性能。     

热处理对选区激光熔化17-4PH不锈钢力学性能的影响

对选区激光熔化成形的17-4PH不锈钢分别进行真空热处理、热等静压高压淬火处理和组合热处理(热等静压固溶后快淬和马弗炉时效后水冷),在1040℃固溶处理2 h和在480℃时效4 h,观察其显微组织并研究了热处理对其力学性能的影响。结果表明,17-4PH不锈钢由回火马氏体和淬火马氏体组成,热处理后沉淀相弥散分布于晶粒内部,其颗粒尺寸为100~150 nm。真空热处理使合金内部孔隙的尺寸减小到3~7 μm,而热等静压使内部孔隙几乎完全闭合,使钢的密度基本上达到理论值。真空热处理+水淬使沉积态17-4PH不锈钢的抗拉强度和硬度都显著提高(分别提高到1300 MPa和448.5HV);热等静压在提高沉积态17-4PH不锈钢抗拉强度的同时使其延伸率显著提高到22.4%。断口分析结果表明,沉积态和热等静压样品的断口形貌为典型的韧性断裂,热等静压样品的韧窝更深、尺寸更大。真空热处理和组合热处理样品的断口形貌具有部分脆性断裂的特征且出现裂纹,与沉积态相比塑性略有降低。     

原料粉末对NiTi的选区激光熔化成形件性能的影响

分别以Ni+Ti元素混合粉末和NiTi预合金粉末为原料,采用选区激光熔化工艺打印成形.重点研究了在相同打印工艺参数下原料粉末对成形件致密度、物相组成、显微组织、显微硬度的影响,从而反馈说明所用打印粉末对成形件性能的影响.结果 表明:在相同打印工艺参数下,整体上NiTi预合金粉末成形件的致密度较高,而Ni+Ti混合粉末成形件的显微硬度较高.对于同一种粉末,随着能量密度的增大,成形件的致密度先增大后减小,而显微硬度先减小后增大.NiTi预合金粉末成形件有致密的微观结构且相分布均匀,但存在少量孔隙.Ni+Ti混合粉末成形件的微观结构有和构建方向垂直的贯穿式裂纹以及不均匀的基体相,但几乎没有孔隙.