粉末冶金钛合金致密化研究的进展

综述了粉末冶金钛合金致密化工艺及致密化机理研究的新进展。粉末冶金钛合金致密化工艺除采用传统的热等静压工艺外，注射成型、激光成型等新技术的应用可以得到相对密度达99％的烧结件，其拉伸性能达到甚至超过熔锻钛合金的水平；致密化理论方面的研究除扩散、蠕变及屈服机制外，钛合金中还有相变致密化机制与多组元合金元素的强化致密化机制。其中当粉末钛合金在理／口两相区温度下进行循环热压时，相变致密化起主要作用。当多组元粉末钛合金烧结时，促进液相形成或提供扩散通道的合金元素起强化致密化作用。这两种致密化机制在粉末钛合金烧结的实际应用中有重要意义。     

添加稀土元素对粉末冶金Ti合金显微组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等手段研究了在粉末Ti合金中添加稀土元素对烧结坯的显微组织和力学性能的影响.结果表明,添加稀土元素可以有效提高烧结坯的致密度、室温抗拉强度和延伸率,其中含1.0%Nd(质量分数)的材料致密度达99%,抗拉强度1080MPa,延伸率6%,接近锻造Ti-6Al-4V合金的性能水平,而且制备成本明显降低.稀土元素对致密度的贡献主要归因于在烧结过程中产生瞬时液相,同时稀土元素能够夺取粉末颗粒表面的氧,净化原始颗粒界面,提高粉末颗粒的烧结活性.致密度的提高,Ti合金基体氧含量的降低以及第二相Nd氧化物的存在都有助于材料力学性能的提高.然而含Nd合金的烧结温度应控制在一个合适的范围内,过高的烧结温度将导致瞬时富Nd液相的聚集和元素的偏扩散,以及由于扩散条件改善后的晶粒过度长大,反而不利于材料力学性能的提高.     

Mo对P／M Ti-Mo合金烧结致密化和力学性能的影响

研究了P／M Ti-Mo合金中Mo对烧结致密化及力学性能的影响。用热膨胀仪分析了其收缩／膨胀特性，用扫描电镜及力学性能检测等分析手段研究了显微组织和力学性能。结果表明，Mo的添加不利于P／M Ti-Mo合金的烧结致密化，但有利于Ti-Mo合金的显微组织细化。随着Mo含量的增加，组织细化作用更加明显。该晶粒细化作用大大改善了合金的室温塑性，使烧结态Ti-Mo合金的延伸率达到23％。     

粉末冶金制备ZL402合金组织及性能研究

采用粉末冶金法制备ZL402合金,研究了烧结温度、压制力和成分对材料的组织、密度和硬度的影响。结果表明,当烧结温度为530℃时,组织变得致密,孔隙率明显减少,硬度最大;并且随着压制力的增加,颗粒间距缩小,试样的硬度和密度也增大;随着Zn含量的减少和Mg含量的增加,材料的孔隙减小,密度减小,而硬度却增加。     

粉末冶金Ti-Al-Mo-V-Ag合金的显微组织与力学性能

通过粉末冶金元素混合法,制备含α及β相的Ti-Al-Mo-V-Ag合金。通过X射线衍射、金相观察、扫描电镜观察及力学性能测试,研究Ag的添加及烧结温度对Ti-5Al-4Mo-4V合金的组织与性能影响。结果表明：Ag的添加能提高粉末冶金Ti-5Al-4Mo-4V合金的的相对密度,改善合金的力学性能;在1250℃下烧结4h后,Ti-5Al-4Mo-4V-5Ag合金的相对密度及抗压缩强度分别达到96.3%和1656MPa。     

锻造粉末冶金Ti6Al4V合金的性能和组织研究

摘 要: 本文对粉末冶金Ti6Al4V合金进行不同方式的锻造,并对锻造前后的性能和组织进行分析。研究表明,锻造是提高粉末冶金钛合金致密度、提高力学性能的有效手段。一方面,对粉末冶金Ti6Al4V合金在不同温度下进行一次锻造变形,发现960℃锻造后合金塑性最高,延伸率达到15.44%;随着锻造温度升高,组织中等轴α不断减少,逐渐向网篮组织转变,塑性有所降低,但是由于粉末的原始颗粒边界对晶粒长大的阻碍作用,在1150℃锻造后粉末冶金Ti6Al4V合金的晶粒没有明显长大,小于20μm的晶粒约占71%。晶粒尺寸小,有利于材料的塑性,其延伸率仍达到14.30%。因此,粉末冶金Ti6Al4V合金比传统熔铸钛合金具有更宽的锻造温度窗口。另一方面,对粉末冶金Ti6Al4V合金在不同温度下进行二次锻造变形,首先在高温锻造,利用小变形量的高温锻造来提高粉末钛合金的致密度,然后在低温进行二次锻造,获取需要的组织。经过两次锻造变形的Ti6Al4V合金的延伸率均大于17%,抗拉强度大于990MPa,屈服强度大于960MPa。     

钛合金粉末温压成形行为

研究了钛合金粉末的温压成形行为。结果发现，在同一压制压力下，钛合金粉末的生坯密度均在140℃左右达到最大值，高于或低于这一温度，生坯密度反而降低。在压制压力为500MPa下，温压成形的脱模力比室温成形的脱模力降低27．7％。同时，温压成形较室温成形改善了钛合金件的显微组织。     

钛合金粉末冶金内润滑温压成形

为了制各低成本、高性能的钛合金粉末冶金零件,研究了钛合金粉末的内润滑温压成形行为.当采用0.06%Li-st和0.06%HDPE(质量分数,下同)润滑剂进行内润滑温压成形时,在180℃温压、500 MPa压力下,1350℃烧结坯的相对密度值均大于99%,相对密度最大值达到99.56%,接近全致密,且烧结坯具有较低的杂质含量和较高的尺寸精度.钛合金粉末的内润滑温压成形较室温成形细化了合金的显微组织、提高了钛合金零件的致密度.     

粉末冶金Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金组织演变及其力学行为

采用粉末冶金法对不同球磨时间的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金机械合金化粉末塑变行为,热压烧结材料的微观组织结构和力学行为进行了研究。研究结果表明：塑性良好的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V粉末随着球磨时间增加首先变形为大尺寸的片状、后经持续的加工硬化破碎成絮状;热压烧结能够制备微观组织可控晶粒细化的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金,合金由单一的Nbss相构成,Ti、Al、Cr、V元素固溶引起Nb晶格尺寸减小0.0685 ?;随着球磨时间增加合金晶粒明显细化进而显著提高了合金的维氏硬度和室温压缩强度,其变化符合材料硬度和强度的Hall-Petch规律。粉末冶金制备Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金的各项力学性能明显优于熔铸法制备合金。     

粉未冶金高铝锌基合金性能的研究

采用金属粉末、空气中液相烧结的方法制备了粉末冶金高铝锌基ZA27合金。结果表明,在410～435℃烧结2h时,425℃时烧结体的摩擦系数最小,耐磨性最好,随着烧结时间的增加,摩擦系数减小,耐磨性提高,在425℃烧结4h、5h时,烧结体的耐磨性与铸造ZA27合金相比有显著提高。     

粉末冶金Ta合金中的隐性胞状结构

采用Ta-W-Hf预合金化粉末通过冷等静压成型、热等静压和高温退火工艺制备了Ta—W-Hf合金块材，讨论了热等静压和后续的高温退火处理对合金性能的影响。发现在低的热等静压温度下，材料具有较高的强度和硬度，但塑性较低；提高热等静压温度或进行高温退火处理，可以大幅度提高拉伸延伸率和断面收缩率，同时伴随着强度的降低。分析表明，产生这种现象的主要原因是合金中的氧元素在原料颗粒中分布不均匀，并保留在热等静压成形后的块体材料中，形成了一个无相变的隐性硬壳的胞状结构。高温退火处理可以消除这种结构。     

超细晶粉末冶金CoCrFeMnNiGd0.15高熵合金的组织性能

采用机械合金化和放电等离子烧结的方法制备出超细晶CoCrFeMnNiGd_0.15合金,研究了CoCrFeMnNiGd_0.15高熵合金的组织与性能。结果表明,其组织为多相结构,基体为FCC固溶体相,析出相为稀土氧化物(Gd₂O₃)和富Gd、Ni、Mn的四方结构相。随着烧结温度的提高,析出相的含量不断增加且尺寸不断增大,合金的压缩屈服强度不断下降而塑性则不断上升。在900℃烧结时材料具有最优的综合力学性能,其压缩屈服强度(σ_0.2)、抗压强度(σ_max)、断裂时的塑性应变(ε_p)和维氏硬度分别达到1662 MPa、2518 MPa、30.6%和458 Hv。     

激光烧结/等温锻造TC17粉末钛合金的组织与性能

采用激光烧结(LS)+等温锻造复合工艺制各出优质粉末TC17钛合金材料,并研究了工艺过程对合金组织性能的影响.结果表明:激光烧结后的TC17合金微观组织主要由粗大β柱状晶粒组成;经相变点上、下等温锻造及热处理后,激光烧结的魏氏组织能够被有效地破碎,显微组织主要由条状和细小等轴a相组成;仅经相变点以下等温锻造及热处理后,合金组织主要由细小等轴a相组成,但由于变形不均,仍存在有少量的原始β晶粒边界.经过等温锻造、熟处理后,激光烧结合金的室温强度变化不大,但塑性大大提高,强度和塑性得到了良好地匹配.     

复合稀土银合金组织与性能的研究

试验制备了8种稀土银合金，研究了复合稀土银合金的组织与性能，提出了复合稀土对银合金组织与性能的影响有互补性，复合稀土元素在铸态下偏聚且共生在枝晶边界上，形成了Ag5RE金属间化合物及氧化物，对银合金有显著的强化作用和细化晶粒作用，提高了银合金的再结晶温度，增强了银合金的耐热性。这种合金经冷变形后退火，可以消除枝晶偏析，含稀土的第2相化合物呈团絮状分布在结晶组织上，有利于改善银合金的组织与性能。     

粉末冶金制备非连续增强MB15镁基复合材料时效行为的研究

研究了SiC颗粒和钛合金(TC4)颗粒对MB15镁合金145C时效硬化行为的影响以及SiCp／MB15和TC4p／MB15复合材料的室温拉伸性能随时效时间的变化规律。结果表明，增强颗粒的加入加速了MB15的时效速度，但并未改变其时效硬化的基本规律：MB15及其复合材料的时效硬化曲线上均存在双峰现象；两种复合材料抗拉强度和屈服强度的峰值与其较高的硬度峰值基本对应。     

粉末冶金制备不锈钢的研究及发展

粉末制备不锈钢是一种重要而经济的冶金成型技术。本文阐述了不锈钢烧结理论的进展,国内外烧结不锈钢技术发展动向,并简要介绍了添加合金元素对烧结不锈钢材料性能的影响。