喷射沉积Al-27%Si合金的半固态挤压成形

研究喷射沉积Al-27%Si合金的半固态挤压成形工艺及其对合金组织与性能的影响。结果表明:喷射沉积Al-27%Si合金在600℃下二次加热10~12 min后,合金液相体积分数适中,Si相尺寸相对细小,形貌为近球形,适合于半固态成形。经600℃二次加热10~12 min后,进行半固态挤压能消除喷射沉积合金中的孔隙,Si相比挤压前更加均匀细小,挤压棒材具有良好的表面质量和均匀的微观组织。经600℃二次加热12 min后,半固态挤压的合金可达到最高的相对密度(99.5%)、抗拉强度(195 MPa)和伸长率(6.7%)。     

Distribution and Evolution of Porous Defects in Spray Formed 7XXX Aluminum Alloy

利用喷射成形技术制备了Al-10.8Zn-2.8Mg-1.9Cu-0.16Zr合金,通过金相显微镜和场发射扫描电镜研究了喷射成形合金的微观组织,总结了沉积坯中孔隙的形貌特点,分析了合金中孔隙的形成机制,并对热等静压和均匀化热处理对沉积坯缺陷的影响进行了研究。结果表明,沉积坯中的孔隙主要有搭接型孔隙、连通型孔隙和气孔,缺陷种类及分布与沉积坯位置有一定的关系,沉积坯芯部缺陷主要为搭接型孔隙和气孔,沉积坯边部连通型孔隙较多,尺寸较大。气孔内壁平滑内凹,形貌类似球形,其余孔隙为不规则形貌。热等静压处理可以消除气孔以外的其他孔隙,热处理后沉积坯中的气孔重新出现。     

喷射成形Al-Pb合金的组织与性能

研究了喷射沉积成形ＡｌＰｂ 合金的显微组织及耐磨性能, 并与铸态ＡｌＰｂ 合金进行了对比。同时还研究了喷射沉积成形ＡｌＡｌ（Ｐｂ） 复合板的组织及回复再结晶行为。研究表明： 喷射沉积成形ＡｌＰｂ 合金, 显微组织为均匀细小的等轴α基体上弥散分布着均匀细小的Ｐｂ 颗粒。与铸态ＡｌＰｂ 合金相比, 喷射沉积成形ＡｌＰｂ 合金具有更细的晶粒度和更好的耐磨性能。弥散均匀分布的细小Ｐｂ 颗粒对提高合金的耐磨性能具有很大的帮助。喷射沉积成形ＡｌＡｌ（Ｐｂ） 复合板经２０ ％ 轧制后其回复再结晶温度明显高于普通的Ａｌ 合金。     

喷射沉积ZA35合金的组织与力学性能

采用了喷射沉积技术制备ZA35合金，并添加合金元素Mn，研究了其成形后的组织与力学性能。结果表明，喷射沉积锌铝合金的抗拉强度同金属型铸造相比，室温时高出41.4％，150℃时高出53．3％，180℃时高出63．5％。伸长率随温度升高而明显增加。其晶粒细小，组织分布均匀，ε相和Mn相化合物分布于晶界和枝晶间，能够抑制枝晶的发展，细化组织。     

喷射成形电子封装Si-Al合金凝固过程模拟研究

为了优化喷射成形Si-Al合金成形工艺，获得优良的显微组织，本文模拟了喷射成形Si-30wt％Al合金的凝固过程，研究了雾化压力和沉积距离对熔滴冷却过程中的温度和固相分数的影响。模拟计算结果表明，部分优化的工艺参数为：雾化压力0．8MPa，沉积距离600r／mm。该工艺条件下，固相分数可达70％。实验证实，采用该工艺参数易于获得均匀、细小的Si颗粒组织。     

喷射成形Al—Pb合金的组织与性能

研究了喷射沉积成形Ａｌ－Ｐｂ合金的显微组织及耐磨性能，并与铸态Ａｌ－Ｐｂ合金进行了地比，同时还研究了喷射沉积成形Ａｌ－Ａｌ（Ｐｂ）复合析以吸回复再结晶行为，研究表明：喷射沉积成形Ａｌ－Ｐｂ合金，显微组织为均匀细小的等轴ａ基体上弥散分布着均匀细小的Ｐｂ颗粒。与铸态Ａｌ－Ｐｂ合金相比，喷射沉积成形Ａｌ－Ｐｂ合金具有更细的晶普度和更好的耐磨性能。弥散均匀分布的细小Ｐｂ颗粒对提高合金的耐磨性能具有很大的帮     

喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金在挤压和热处理后的组织演变

利用喷射成形技术制备了Al-Zn-Mg-Cu合金.采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的沉积坯件经挤压热加工处理、固溶及时效热处理后微观组织的演变规律.结果表明,喷射成形Al-Zn-Mg-Cu合金的沉积坯件主要由大小为20～30 μm的等轴晶组成,晶界第二相粗大呈不连续状分布;沉积态合金经挤压处理后,晶粒沿挤压方向拉长,晶界第二相发生碎化;挤压态合金经过固溶处理后绝大部分第二相发生回溶;峰时效处理(120 ℃, 16 h)后析出两种共格强化相,此时的强化机制是GPI区和GPII区的综合强化.     

H13钢喷射成形热锻模坯组织分析

对喷射成形H13热锻模沉积坯进行了金相分析、SEM组织形貌观察和能谱分析、硬度宏观分布测试。结果表明:喷射沉积H13钢的凝固晶粒为细小等轴晶,晶粒大小分布不均匀;喷射态的微观组织主要由贝氏体、马氏体、残留奥氏体组成,并有少量碳化物及夹杂物;喷射沉积坯的宏观组织存在明显层状特征,层与层之间存在不同程度的孔隙,沉积坯的底部及顶部区域的孔隙率高;孔隙率高、组织不均匀是沉积坯硬度分布不均的原因;造成沉积坯组织不均匀的原因是金属液流温度和速度在整个喷射过程不均匀。     

可见光监测与CT检测融合驱动的高温合金SLM成形孔隙演变研究

孔隙缺陷对SLM成形件的性能与可靠性有重大影响，现有孔隙演变研究主要从成形过程监测与成形结果分析两方面分离进行。本文提出一种成形过程监测与成形结果检测融合驱动的SLM孔隙随层厚演变研究新方法，获取GH4169合金SLM成形凝固的可见光监测图像与SLM成形件的CT检测图像，选取特定区域孔隙并提取特征参数，表征并分析两种图像中孔隙特征参数随层厚的变化。结果表明，CT图像孔隙特征参数随层厚变化较可见光图像有滞后；孔隙形成的前半部分，第N+1层的成形对第N(或及以下)层孔隙具有缩小作用，后半部分具有扩大作用；第N+1层的成形具有减小第N(或及以下)层孔隙圆度的作用。结论有待进一步验证，但为SLM成形缺陷随层厚演变的研究提供了一种新思路，后续将继续深入研究。     

喷射成形7475铝合金组织和性能演变

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备了Ф360 mm×1200 mm工业规格7475铝合金喷射成形坯。采用常规力学性能和电导率测试,应用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察微观组织,研究了沉积态、挤压态和热处理状态下喷射成形7475铝合金组织和性能的演变。结果表明,沉积态组织为等轴晶,粒度宏观均匀,晶粒尺寸在30~40μm,无明显宏观偏析,致密度达97%,强度比传统铸造合金提高63.6%;热挤压后,孔隙基本消除,比传统铸造合金强度提高45.5%,伸长率提高25.3%。T6处理后,强度为738 MPa,电导率为39.4%IACS,比传统铸造合金强度提高33.0%,电导率提高9.4%;双级时效降低合金强度,提高电导率;回归再时效处理后,强度为716 MPa,电导率达43.3%IACS,能使合金获得优异的综合性能。     

高密度合金薄壁构件等离子喷涂成形技术

对喷雾造粒高密度合金粉末进行1 600℃瞬时烧结处理,采用常压氩气保护等离子喷涂成形技术制备了壁厚≤5 mm的零部件,研究真空固相及液相烧结对喷涂成形件显微结构、致密度及力学性能的影响。结果表明:瞬时液相烧结后,喷雾造粒团聚体内的微细球磨粉末由机械混合转变为冶金结合,喷涂沉积率从45%提高至70%以上。等离子喷涂沉积层为层片结构,致密度约88.9%。经1 200和1 300℃真空固相烧结后,沉积层保持原始的层片结构,成形件拉伸强度随致密度升高而增大,其断口呈典型的沿晶断裂形貌,伸长率为零。经1 400℃液相烧结后,成形件仍表现为层片结构及沿晶脆性断裂形貌。经1 465℃烧结后,沉积层由层片结构转变为颗粒结构,成形件致密度显著提高至98.05%;断裂方式以沿晶断裂为主,穿晶断裂为辅;拉伸强度显著增大至567.10 MPa,伸长率达8.65%。     

Preparation of large size aluminium alloy cylindrical preforms by multi-layer spray deposition

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｉｎｃｅｉｔｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｆｒｏｍｔｈｅｌａｔｅ 1 960ｓ[1～ 3],ｔｈｅｓｐｒａｙｆｏｒｍｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｍａｄｅｒａｐｉｄｐｒｏｇｒｅｓｓｔｈｅｓｅｙｅａｒｓ.Ｉｎｔｈｅ 1 990ｓ,ｔｈｅｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｏｆｌａｒｇｅｓｃａｌｅｓｐｒａｙ ｆｏｒｍｅｄｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｓｏｍｅｅｎｔｅｒ ｐｒｉｓｅｓｏｆＥｕｒｏｐｅ ,ＡｍｅｒｉｃａａｎｄＪａｐａｎｅｔｃ ,ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅ 3ｒｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａ…     

Modelling the shape and thermal dynamics of Ni superalloy rings during spray forming Part 1: Shape modelling – Droplet deposition,splashing and redeposition

A numerical model has been developed to simulate the dynamic shape evolution of Ni superalloy rings during spray forming. The model comprises: (1) a droplet primary deposition model, simulating droplet primary deposition at a deposition surface; (2) a droplet splashing model, simulating the droplet splashing/scattering behaviour; and (3) a droplet redeposition model, simulating the redeposition of the scattered droplets onto the deposition surface. The model has been validated against experiments of spray forming large diameter IN718 alloy rings, and for the first time, the effects of droplet splashing and redeposition on the dynamic shape evolution of spray forming IN718 alloy rings and the deposition yields have been investigated and quantified. The model serves as the basis for a thermal dynamic model that is described in Part 2 of this publication.     

Effects of Traverse Scanning Speed of Spray Nozzle on the Microstructure and Mechanical Properties of Cold-Sprayed Ti6Al4V Coatings

Cold spray has the potential to restore damaged aerospace components made from titanium alloy, Ti6Al4V at low temperature (200-400 °C). Traverse scanning speed during deposition is one of the key factors that affect the quality of the Ti6Al4V coatings as it influences the thermal build-up and coating thickness per pass. As there are fewer reported studies on this, this work investigated the effects of different traverse scanning speeds (100, 300 and 500 mm/s) of cold spray nozzle on the microstructure and mechanical properties of cold-sprayed Ti6Al4V coatings. The cross-sectional analysis showed coating porosities reduces with slower traverse speed, from 3.2 to 0.5%. In addition, the microhardness of the coatings increased from about 361-385 HV due to strain hardening. However, the adhesion strength of the coatings to the substrates significantly decreased with reduced traverse speed from about 60 MPa (glue failure) at 500 mm/s to 2.5 MPa (interface failure) at 100 mm/s. Therefore, this study revealed that the control of heat build-up and thickness per pass during the cold spray deposition of the Ti6Al4V coatings is crucial to attain the desirable properties of the coatings.     

喷射成形7475铝合金的显微组织与力学性能

采用全自动控制往复喷射成形工艺制备了大规格7475铝合金锭坯。研究工业规格喷射成形7475铝合金的初始组织、挤压工艺及热处理制度对显微组织和力学性能的影响。结果表明,喷射成形7475铝合金锭坯规格可达Ф360mm×1200mm,晶粒为等轴状,粒度宏观均匀,主要在30～40μm,组织无明显宏观偏析,锭坯致密度达到97%。喷射成形锭坯经小挤压比变形后达到全致密,T6态(480℃×4h+135℃×16h)合金性能最优,σb为625～635MPa,δ为12%～12.6%,表明控制往复喷射成形铝合金锭坯冶金质量优越。     

浇注时功率(ISM)对TiAl基合金铸件表面质量的影响

采用感应凝壳熔炼（ＩＳＭ）法熔炼了Ｔｉ－４８％Ａｌ－２％Ｃｒ－２％Ｎｂ合金,以静态浇注和离心浇注两种条件在金属型中浇注了汽车排气阀。通过分析阀体的成形情况,总结了浇注时功率对合金填充能力和铸件表面质量的影响规律。结果表明,ＩＳＭ法熔铸ＴｉＡｌ基合金时,合金的线收缩量随浇注时功率的提高而增大,离心浇注可有效地抑制收缩,浇注时功率处于２００至２８０ｋＷ范围内所得铸件表面质量较为理想。     

热处理对不锈钢表面化学镀Ni-Cr-P合金镀层结构及性能的影响

采用化学镀工艺在不锈钢表面获得了Ni-Cr-P合金镀层。研究了Ni-Cr-P非晶态合金膜随热处理温度升高,其结构以及显微硬度和耐蚀性的变化规律,并对变化的原因进行了分析。结果表明,镀态Ni-Cr-P为非晶态镀层,200℃热处理开始晶化,到400℃时Ni3P晶化比较完全,800℃时Ni3P完全分解,生成含Ni、Cr、Fe的合金膜的Cr2Ni3和FeNi2P相。其显微硬度随热处理温度升高而升高,500～600℃之间显微硬度略有下降,600～700℃又随着热处理温度的升高而略有升高,700℃后显微硬度略有下降;合金膜的耐腐性在热处理温度200～400℃间变化较小,500℃热处理后其耐腐蚀性下降厉害,600～700℃随着热处理温度的升高其耐腐蚀性又略有升高,800℃后由于Ni3P的分解其耐腐蚀性又急剧下降。     

气雾化和喷射成形制备大尺寸La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金

利用气雾化和喷射成形技术制备了大尺寸La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金.X射线衍射(XRD)实验证实,直径为340 mm,最大厚度为13 mm的沉积坯具有完全非晶态结构.分析了气雾化和喷射成形La62AIl5.7(Cu,Ni)22.3合金过程中非晶相形成的机制,选定了喷射成形La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金沉积坯致密化的合适的工艺参数.研究结果显示,喷射成形可望成为大尺寸块体(尤其是盘状)非晶合金新的制备技术.     

IN SITU OBSERVATION OF FATIGUE CRACK GROWTH IN CENTRIFUGAL SPRAY DEPOSITION (CSD) Ti 48Al 2Mn 2Nb ALLOY

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｉＡｌｉｎｔｅｒｍｅｔａｌｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓａｒｅｃｕｒｅｎｔｌｙｓｅｅｎａｓｃａｎｄｉｄａｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ...     

喷射沉积Al—Si—Fe—Cu—Mg合金的微观组织和力学行为

对喷射沉积技术制备的Ａｌ－Ｓｉ－Ｆｅ－Ｃｕ－Ｍｇ合金沉积态、挤压态及挤压后热处理的微观组织进行了观察和分析，并对合金在后两种状态下的室温和高温拉伸性能进行了测试，提出了合金的强化和断裂机制。