镍基粉末高温合金的微观组织与低周疲劳性能

以镍基合金粉末为原料,通过热等静压与热挤压以及1 130℃/1 h条件下热处理,制备一种新型镍基粉末冶金高温合金,在750℃大气环境下对该合金进行低周疲劳试验,分析合金疲劳前的微观组织、低周疲劳循环应力响应行为和断口形貌。结果表明,镍基合金粉末经过热等静压后,出现原始颗粒边界,主要为粗大的γ′相和细小的碳氧化物。热等静压坯体经过热挤压并进一步热处理后,原始颗粒边界消失,晶粒细化到7.5μm左右,合金的γ′相主要有3类:晶界上的粗大γ′相、晶内近球形的中等尺寸γ′相和弥散分布的球形细小γ′相。该合金的低周疲劳断裂方式以沿晶断裂为主,断裂面的晶粒表面有不同程度的氧化。     

喷射成形镍基高温合金过喷粉末特征分析

对一种喷射成形镍基高温合金过喷粉末进行了分析。利用激光粒度分布仪、光学显微镜和扫描电镜对粉末形貌、粒度分布、形核方式及显微组织特征进行观察。结果表明,随着粉末颗粒尺寸的减小,颗粒表面变得光滑,形状规整;经测定本试验条件下粉末d50约为46μm;粉末以多种形核方式形核;微观组织以树枝晶为主,当颗粒尺寸小于10μm时,出现了均匀形核现象。过喷粉末的二次枝晶间距随冷却速度而改变,它们之间符合关系式λ2=0.252+0.022B(ε)-m。     

WC粉末粒度与形貌对硬质合金中WC晶粒度、晶粒形貌与合金性能的影响

探讨了粗颗粒与特粗颗粒两种粒度级别以及平面化表面与球化表面两种形貌特征的WC原料对WC-Co硬质合金中WC晶粒度、晶粒形貌以及合金性能的影响。结果表明,分别采用费氏粒度为11.4￣13.4μm,与22.0￣28.3μm两种粒度级别的WC粉末为原料制备合金,尽管两种合金硬度之间存在明显差别,但是两种合金的晶粒度相差很小,在4.0￣4.3μm之间,同属一种粒度级别。WC原料的原始形貌对合金中WC晶粒形貌与合金性能影响很小,碱金属掺杂原料制备的合金中WC晶粒结晶完整性相对较差。因此,高纯原料是制备高性能硬质合金的基础。     

真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0. 5Mo(原子分数,x/%)的预合金粉末,并对预合金粉末的化学成分、表面状态及流动性等进行了表征。通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti2AlNb合金,研究了真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响。结果表明,超声气体雾化法制备的Ti2AlNb合金粉末化学成分批次稳定性好;从粉末填充的工艺性能方面考虑,热等静压成形应选取粒度小于250μm以下的全粒度分布预合金粉末;真空脱气处理可减少粉末冶金Ti2AlNb合金的孔隙缺陷,提升合金拉伸性能的稳定性和高温持久寿命。     

氩气雾化镍基粉末高温合金及粉末特性研究进展

概述了国内外镍基粉末高温合金的发展、氩气雾化制粉技术的特点、氩气雾化镍基高温合金粉末的特性和增材制造用镍基高温合金粉末的发展方向，重点介绍了镍基高温合金粉末的形貌与粒度控制、氧化特性、气体脱附行为和缺陷形成及控制措施。讨论了镍基高温合金粉末特性与合金缺陷之间的内在关系，总结了缺陷消除措施的研究进展，明确了未来粉末涡轮盘用氩气雾化镍基高温合金粉末质量优化的发展方向，并对高品质氩气雾化镍基高温合金粉末促进增材制造技术在航空航天领域的应用进行了展望。     

扩张型排气管偏置对旋风分离器分离性能的影响

用RNG k-ε模型和DPM模型研究了扩张型排气管偏置对旋风分离器分离性能的影响,同时对-400目的304不锈钢合金粉末进行了分离试验,采用SEM对分离前后的合金粉末进行了表面微观形貌分析。结果表明:对于不同粒径的固体颗粒,不同的排气管偏置量对旋风分离器分离效率具有显著的影响;偏置量为(X-1,Y-1)时有利于粒径较小(≤6μm)的固体颗粒的分离;偏置量为(X+5,Y+5)时有利于粒径较大(6μm)的固体颗粒的分离;成功的将粒径小于38μm的304不锈钢合金原粉分离成两部分(粒径14~38μm和粒径14μm),为进一步分离其他合金粉末具有实用参考意义。     

粉末高温合金中原始粉末颗粒边界研究进展

原始粉末颗粒边界(prior particle boundary,PPB)是粉末高温合金(powder metallurgy superalloy,P/M superalloy)中常见的缺陷之一,它是在制粉期间以及热等静压或热挤压前期的加热过程中,在原始粉末表面处析出的一层细小且连续的第二相网膜;这层析出物可能会阻碍粉末颗粒间的扩散与连接,成为了合金中的薄弱界面,严重破坏合金组织,危害其拉伸、冲击等各项力学性能。本文着重介绍了目前针对粉末高温合金中原始粉末颗粒边界的研究进展,重点概述了影响原始粉末颗粒边界的形成因素及消除措施。     

表面镀Cr膜锆合金的抗高温氧化性能研究

采用多弧离子镀膜技术在锆合金表面制备了厚度约为12μm的Cr金属层,研究了镀Cr试样在1 200℃高温下的氧化行为及膜层与基体之间的结合力。SEM分析结果表明,多弧离子镀膜层厚度均匀,表面平整,膜基界面分明,但表面存在大量的微孔洞及大颗粒。高温氧化实验结果表明,镀膜试样的抗高温氧化性能明显优于原始锆合金,在1 200℃下氧化2 400s后表面形成了大量的Cr_2O_3,其单位面积增重仅为原始锆合金的12%。划痕实验结果表明,镀膜试样可承受的临界载荷为18N,膜层与基体之间的结合性能良好。     

北京钢研高纳科技股份有限公司粉末高温合金制品事业部

正CISRI-GAONA钢研高纳从1977年开始研制航空发动机用粉末高温合金,掌握了高纯净粉末制备、大型复杂包套的设计与制造、热等静压近净成形及高γ'相含量强化型镍基高温合金复杂形状制件热处理控制等技术,具备镍基高温合金的自主设计、开发能力,可为航空航天、燃气轮机、核能等领域研究并批量生产高品质镍基高温合金粉末及其制件。     

消除粉末高温合金中原始颗粒边界机制北大核心

采用SEM、TEM研究了高温合金粉末颗粒内部与合金中碳化物的类型和组成,采用热力学软件计算了不同Hf含量FGH4096的碳化物组成,结果表明,粉末高温合金中原始颗粒边界上的析出物为以TiC为主的MC型碳化物,MC型碳化物(TiC、ZrC、HfC、NbC、TaC)在镍基高温合金中按溶解度从大到小为TiC>NbC>TaC>ZrC>HfC。TiC在FGH4096中的溶解度较HfC的大,雾化粉末快速凝固过程中,加入Hf的FGH4096合金碳化物析出量大于不加Hf的FGH4096合金碳化物析出量,HfC均匀形核于整个粉末颗粒中。在热等静压过程中,Hf与C的结合力强而形成HfC,最终在FGH4096合金中形成(Hf,Ti,Nb)C,致使C元素无法扩散至粉末颗粒表面形成TiC,避免了原始粉末颗粒边界的形成。加入Zr消除FGH4096中原始颗粒边界的机制与添加Hf的FGH4096相同。     

Microstructure and micro-hardness of the Inconel 718 superalloy coating prepared by cold gas dynamic spraying

Inconel 718 superalloy coating was prepared on a martensitic steel substrate by cold gas dynamic spraying (CGDS).Microstructure and micro-hardness of the coating were characterized by means of scanmng electronic microscope (SEM),energy dispersive spectrometer(EDS),and micro-hardness and nano-indentation tests.The results have indicated that the coating's thickness can reach more than 300 μm,and there exists a good interfacial cohesion between the coating and the substrate.The quantity and size of the defects at the bottom,middle and top areas increase gradually.There is no significant change to the original microstructure of the Inconel 718 superalloy particle after the process of CGDS;and an obvious torsional deformation on the particle's profile is produced while little deformation at the center part occurs.The micro-hardness of the coating at the bottom,middle and top areas decreases in turn.Compared with the bottom area,the micro-hardness of the middle and top areas decreases by about 10%and 21%,respectively.The nano-hardness of the coating is much lower than the original particle,which decreases by about 13.5%at the bottom area and 28%at the top area,respectively.The distribution of micro-defects is an important factor to the micro-hardness of the coating.     

冷喷涂Inconel 718高温合金涂层组织及微观硬度

采用冷喷涂技术在马氏体钢表面制备了Inconel 718高温合金涂层,利用SEM、显微硬度计和纳米压痕仪分析了涂层组织和微观硬度。结果表明,涂层厚度可达300μm以上,与基底界面结合良好,底部、中部和顶部涂层微观缺陷数量和尺寸依次增多;冷喷涂沉积过程不会对Inconel 718高温合金粒子的原始组织结构产生显著影响,沉积后粒子的外部轮廓发生了明显的扭曲变形,而心部变形较小;涂层底部、中部和顶部的显微硬度依次降低,与底部涂层相比,中部和顶部涂层显微硬度分别降低10%和21%;涂层平均纳米硬度较原始粒子显著降低,底部和顶部涂层分别降低13.5%和28%;涂层内部微观缺陷分布是影响涂层整体硬度的重要因素。     

Effect of Powder Particle Size on Microstructure and Mechanical Property of Ni-Based P/M Superalloy Product

Thepowderparticleproducedbytheplasmaro tationelectrodeprocess (PREP)hassmootherandcleanersurfaces ,lowergascontent ,narrowerdistri butionofparticlesizeandbetterphysicalproperties .Ithasbeenusedtomakethepartsofadvancedair craftenginesandotherproducts .ThecurrentyieldoftheNi basedsuperalloypowderwithdifferentsizedistributionisshowninFig 1.　　Inordertoreducecost ,simplify processandguaranteeproductquality ,itisnecessarythoroughlytostudyphysicalcharacteristics ,microstructureandpropertiesofthep…     

真空热轧Q345B碳钢-304不锈钢复合板界面Cr、Ni扩散行为研究

研究了 60 mm Q345B碳钢/10 mm 304不锈钢复合板坯在1 200℃仅加热不轧制及进行2倍压缩比轧制后30 mm Q345/5 mm 304复合界面Cr、Ni的扩散行为.试验结果表明,加热过程中,界面是否贴合并未影响扩散的进行,真空状态下不锈钢侧Cr、Ni发生蒸发逸出不锈钢并向碳钢侧发生了扩散,Cr扩散距...     

真空热轧法制备不锈钢复合板组织和力学性能

 为了研究轧制温度对复合板界面结合强度的影响,采用真空热轧法制备了不锈钢复合板,利用OM、EPMA观察分析了不锈钢复合板界面组织和合金元素扩散。结果表明,碳钢中碳、铁元素向不锈钢扩散,不锈钢中铬、镍等元素向碳钢扩散,界面处出现Si-Mn-O三元化合物,合金元素扩散随轧制温度的升高而趋于严重。远离界面碳钢的组织为铁素体和珠光体组织,靠近界面碳钢的组织为铁素体组织。碳钢至界面处硬度先减小后升高,界面至不锈钢内部硬度先升高后下降,距界面约40 μm碳钢侧的维氏硬度值最低约为121.8HV,距界面约20 μm不锈钢侧的维氏硬度值最高约为245.5HV。从1 100到1 300 ℃,剪切强度随轧制温度的升高而升高,1 300 ℃轧制获得的界面剪切强度为463 MPa,远远超过基体的剪切强度。     

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The stainless steel/iron chips core cladding bar was hot-rolled by using recycling iron scrap. The interface of the metals and the influence of rolling pass, rolling temperature, graphite additive on properties of stainless steel/iron chips core cladding bar were analyzed by optical microscope, SEM, EDS and micro hardness tester. The experimental results show that element diffusion occurs at the interface after six passes rolling and the width of diffusion zone is about 70-80??m. The Fe of carbon steel diffuses into stainless steel and the Cr, Ni, Mn of stainless steel diffuse into carbon steel which makes micro hardness of carbon steel near the interface increase obviously. The bonding strength between stainless steel and iron chips core increases with increasing of rolling passes and it is 355MPa after six passes rolling. The tensile strength and elongation of the cladding bar increase with increasing of rolling temperature and they are 470MPa and 32% at 1150??, 500MPa and 35% at 1250??. The composition of iron chips core is improved by adding graphite powder. With the increasing of the graphite in iron chips, the tensile strength of cladding bar increase, but decrease for elongation. White reticular secondary cementite is appearing when the graphite is 1. 0% and the tensile strength is up to 736. 5MPa, the elongation decrease to 16%. The tensile fracture shows brittle fracture morphology.     

镀层对金刚石/玻璃复合材料性能的影响

为满足现代电子工业日益增长的散热需求,急需研究和开发新型高导热陶瓷（玻璃）基复合材料,而改善复合材料中增强相与基体的界面结合状况是提高复合材料热导率的重要途径.本文在对金刚石和镀Cr金刚石进行镀Cu和控制氧化的基础上,利用放电等离子烧结方法制备了不同的金刚石增强玻璃基复合材料,并观察了其微观形貌和界面结合状况,测定了复合材料的热导率.实验结果表明:复合材料中金刚石颗粒均匀分布于玻璃基体中,Cu/金刚石界面和Cr/Cu界面分别是两种复合材料中结合最弱的界面;复合材料的热导率随着金刚石体积分数的增加而增加;金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而降低,由于镀Cr层实现了与金刚石的化学结合以及Cr在Cu层中的扩散,镀Cr金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而增加.当金刚石粒径为100μm、体积分数为70%及镀Cu层厚度为约1.59μm时,复合材料的热导率最高达到约91.0 W·m-1·K-1.      

Be/HR-1不锈钢扩散连接界面附近的元素扩散

为了优化热静压扩散连接工艺参数,应用有限元法对Be/HR-1不锈钢扩散连接界面附近铁和铍元素的分布进行了计算机模拟,并通过俄歇电子能谱(AES)进行实验测定。结合计算机模拟结果和实验数据探讨了扩散连接界面附近铁和铍元素的分布、扩散宽度与温度、压力和时间的关系。结果表明:在1050℃/60 MPa/2 h和750℃/60 MPa/2 h热静压下,扩散连接界面附近Be,Fe元素分布的实测数据与计算机模拟结果基本吻合;在60 MPa/2 h热静压下,加热温度分别为1050和750℃时对扩散宽度影响的实测数据与计算机模拟结果基本吻合,1050℃时的扩散宽度是750℃时的2.5倍;在750℃/2 h热静压下,压力分别为30,40,50,60 MPa时对扩散宽度影响的实测数据与计算机模拟结果基本吻合,扩散宽度与压力成抛物线关系;在750℃/60 MPa热静压下,扩散宽度与扩散时间的模拟曲线也成抛物线关系。     

氩气雾化法制备FGH96高温合金粉末颗粒的凝固组织

利用扫描电镜(SEM)对氩气雾化(argon gas atomization,缩写AA)工艺制备的FGH96高温合金原始粉末颗粒的粘结形式、凝固组织、表面和内部形貌及其形成机理进行研究.结果表明:AA法制备的FGH96合金粉末,在颗粒尺寸d≥40 μm时,颗粒之间出现凸起式粘结、包覆式粘结以及葫芦式粘结,其中凸起式粘结...