高能球磨Ti/Al复合粉体的反应烧结致密行为

研究高能球磨Ti/Al复合粉反应烧结过程的致密行为 ,并进行反应烧结热力学和动力学分析。结果表明 ,与增加烧结压力、提高烧结温度或延长烧结时间的作用相同 ,高能球磨对Ti/Al粉末体反应烧结过程的致密化具有促进作用 ,且效果更加显著。球磨时间越长 ,烧结体越致密。球磨 3h的Ti/Al复合粉坯料经6 30℃× 2h预烧、12 5 0℃× 8h无压烧结后 ,获得的TiAl基合金试样的致密度高达 99 87%。球磨对Ti/Al粉末体反应烧结时致密化的促进作用 ,主要是由于Ti、Al反应组元及其晶粒尺寸的细化 ,晶格畸变能增加 ,从而显著提高了烧结驱动力和烧结动力学因子 ,缩短了反应扩散距离 ,抑制了kirkendall孔隙的形成。     

热挤压对SiC/2024Al复合材料性能的影响

采用冷压烧结工艺制备35%Si C/2024Al基(质量分数)复合材料,对烧结后的试样进行热挤压二次成形。利用金相显微镜、透射电镜(TEM)观察热挤压前后材料的微观组织,检测复合材料的物理和力学性能,研究热挤压前后Si C颗粒的分布特征、基体晶粒变化情况以及复合材料的强化机理。结果表明:挤压后的Si C颗粒偏聚现象减少,分布更加均匀,具有一定的"流向"性;挤压后的基体晶粒发生明显的细化;复合材料的致密度和抗拉强度得到明显的提高。     

压制方式和烧结工艺对置氢Ti6Al4V粉末烧结体组织和性能的影响

采用磁脉冲成形和模压成形2种方法对置氢Ti6Al4V粉末进行轴向压制,然后在保护气氛下烧结,研究压制方式和烧结工艺对烧结体真空退火后组织/性能的影响.结果表明:磁脉冲压实的不同氢含量粉末坯体烧结并真空退火后的相对密度、硬度和抗压强度分别比传统模压500 MPa下压制的高8%～13%、9～17 HRA和254～1033M...     

纳米钨铜复合粉末的压制成形研究

采用黄培云压制理论研究了纳米钨铜粉的压制行为,探讨了成形压力对坯料烧结性能的影响。结果表明:纳米钨铜粉末比纳米钨粉容易压制,铜含量越多越容易压制;细粉末钨粉或钨铜粉末的压制成形能力较差,粗粉末成形能力较好;采用单向压制,W-20%Cu(质量分数)在成形压力为500～600MPa时出现明显的裂纹;在300MPa时可以获得组织均匀、致密度为99.5%的烧结样品。     

Ni-Al金属间化合物多孔材料的制备

以Ni、Al元素混合粉末为原料,用冷压成形和两阶段固态偏扩散反应烧结法制备Ni-Al金属间化合物多孔材料,系统地研究合金成分、Al粉粒度和烧结温度对孔结构的影响.研究结果表明:随着铝含量增加开孔隙率先缓慢增大而后迅速增大,最大孔径和透气度也随铝含量的增加而增大,开孔隙度则随温度升高增大到一定值后呈减小趋势;随着Al粉粒度增大,最大孔径和透气度都增加,透气度的增加趋势更为显著.     

粉末电磁压制电压对TiO_2陶瓷密度的影响

为获得密度较高的电子陶瓷压坯及制品,将低电压电磁成形引入二氧化钛(TiO2)陶瓷粉末压制,分析了电压参数对压坯密度及烧结坯微观组织的影响。研究结果表明:TiO2陶瓷粉末低电压电磁压制在800～1000V范围内成形较好,在此范围内压坯密度随电压增加而增加,烧结后陶瓷制品密度提高,电压越高,密度增幅趋缓;其它放电参数不变的条件下,粉末坯体高径比越大,压坯密度与烧结坯密度越小;但高径比增大,获得高密度制品的最佳放电电压相近;两次压制可以有效提高压坯及烧结坯密度;相比模压成形,电磁压制的TiO2陶瓷密度较高,烧结制品晶粒尺寸较小。     

Al–5Ti–1B合金显微组织与细化机理

采用粉末混合+热挤压和粉末混合+气雾化+热挤压两种工艺制备了Al–5Ti–1B合金杆,研究了两种工艺制备Al–5Ti–1B合金的显微组织,并进行了晶粒细化性能评定。结果表明:两种制备工艺均可以使TiB₂粒子均匀分布,并抑制TiAl₃相的长大。在7050铝合金熔体中分别添加质量分数为0.2%的两种工艺制备的Al–5Ti–1B合金,添加粉末混合+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果不明显,铝合金晶粒尺寸仍达1400 μm;添加粉末混合+气雾化+热挤压工艺制备的Al–5Ti–1B合金后,7050铝合金晶粒细化效果非常好,铝合金平均晶粒尺寸仅有176 μm。根据此实验现象,对Al–5Ti–1B合金晶粒细化双重形核机理提出新的解释。     

SiC粒度及粉末装载量对SiCp/Al复合材料热循环行为及力学性能的影响

选用4种不同粒度的SiC分别与平均粒度为14 μm的SiC粉末混合,混炼后得到4种不同粉末装载量(体积分数)的喂料,采用粉末注射成形方法制备成SiC坯体,再无压熔渗Al～12%Si～8%Mg合金,获得高体积分数SiCp/Al复合材料,研究SiC粉末粒度及SiCp/Al复合材料中SiC的体积分数(即注射成形喂料中SiC粉...     

烧结温度对SiC_p/Al复合材料组织与性能的影响

借助于直热法粉末触变成形,通过控制加电方式,压制成形并烧结制备SiC_p/Al复合材料,并对复合材料进行微观组织分析及热物理性能与力学性能测试,研究烧结温度对复合材料微观组织、热膨胀系数、热导率及抗弯强度的影响。结果表明:随烧结温度升高,复合材料内气孔减少,热膨胀系数先减小后增大,热导率逐渐增大,抗弯强度先增大后减小。最佳烧结温度为600℃,此温度下制备的含SiC_p体积分数60%的SiC_p/Al复合材料中,SiC_p颗粒分布均匀,材料组织致密;室温至250℃平均热膨胀系数小于5.0×10-6℃-1,其室温热导率为165W/(m·℃),密度为3.01 g/cm3,复合材料的抗弯强度为340 MPa。     

制备铁基高温合金多孔材料的新方法

向Fe-Cr-W-Ti-Y合金粉末中添加原子比为3∶1的Fe/Al混合粉末,利用Kirkendall效应和Fe、Al反应造孔制备铁基高温合金多孔材料.研究Fe/Al混合粉末的添加量对Fe-Cr-W-Ti-Y高温多孔材料开孔隙率及孔结构的影响.结果表明,加入Fe/Al混合粉末能显著提高烧结坯的开孔隙率,但并非所加Fe/Al混合粉末含量越多越好,Fe/Al混合粉末质量分数为15％时,烧结坯开孔隙率达到最大值33％.Fe/Al混合粉添加量在15％～45％范围内,随Fe/Al混合粉末含量增加烧结坯的开孔隙率下降.     

WC-6Co-1.5Al合金高能球磨-电场活化烧结工艺的研究

采用高能球磨-电场活化烧结工艺制备了WC-6Co-1.5Al超细晶硬质合金块体,并对球磨粉末特性,以及合金的微观组织进行了分析测试。研究结果表明,WC-6Co-1.5Al复合粉末的球磨过程是一个晶粒逐渐细化、晶格畸变逐渐增加、粉末体系能量逐渐增大的过程;利用电场活化烧结技术能在电流为1 560 A,压力为30 MPa,烧结时间为6 min的情况下获得较为致密的硬质合金块体;合金中WC晶粒分布均匀,且没有出现异常长大现象。     

粉末冶金法制备SiC_p/Al复合材料的研究现状

详细阐述了SiC_p/Al复合材料的粉末冶金制备工艺,包括混粉工艺(如球料比、球磨时间、球磨机转速),冷压成形(如压制压力、保压时间、静置时间等参数的选择),除气(如除气方法),热固结技术(如真空热压法、常压烧结热挤压法、粉末热挤压法)等;简述了增强体(SiC_p)尺寸、界面对SiC_p/Al复合材料性能的影响以及SiC_p/Al复合材料的强化机制;最后展望了SiC_p/Al复合材料的发展方向。     

倾斜板法制备9Cr18半固态坯料二次重熔的微观组织演变

研究利用倾斜板法制备的9Cr18半固态坯料在二次重熔过程中微观组织演变,以期对后续触变成形提供必要的理论基础。研究结果表明,采用倾斜板浇注法可以得到优质的9Cr18半固态坯料,其典型组织为初生固相奥氏体（γ₁）球状晶粒和晶界网状组织构成,网状组织为二次奥氏体（γ₂）和M₇C₃碳化物液相共晶组织。球状晶粒的平均直径为93.5 μm,形状因子0.69,半固态坯料球状晶粒边界光滑,大小相对均匀。固液两相中Fe、C、Cr存在着明显的元素差异。液相组织中Cr、C元素富集,固相中Fe含量较高。采用波浪形倾斜板法制备的9Cr18合金半固态坯料重熔组织形貌优于传统铸锭重熔组织。半固态坯料重熔后的组织化学成分更为均匀,晶粒也更圆整,固液界面平滑,且加热温度越高,晶粒越圆整,液相率越高。二次重熔后碳化物尺寸明显减小,平均宽度仅为0.5 μm,长度大大减小使得其形态接近粒状。      

钨铜热变形致密化工艺及组织性能研究

以W-40%Cu(质量分数)为原料,采用机械球磨-冷压制坯-液相烧结-热挤压的工艺,制备出微观组织均匀、性能优异的复合材料.在试验中,首先对W、Cu粉末进行机械球磨,之后分别进行压制、液相烧结;接着对烧结后坯料进行了一次热挤压、二次热挤压.结果表明:经过二次挤压后,材料的致密度、导电性以及硬度都得到较大提高,并且材料微观组织比较均匀.该工艺不仅可提高W-Cu复合材料的性能,而且还有效解决了此类不互溶材料致密化困难的问题.     

铸造碳化钨反应烧结制备粗晶硬质合金

以铸造碳化钨和钻为原料在低温条件下制备η相粉末,将该粉末与炭黑混合球磨、压制成形,在1450℃的真空条件下反应烧结制备粗晶硬质合金.探讨烧结气氛、烧结温度对合成η相的影响,碳含量对硬质合金物相、显微组织和物理性能的影响.结果表明在1 200℃的氮气气氛中合成了含有Co2W4C和Co6W6C的混合η相粉末;当总碳含量为5...     

Al-Mg金属间化合物多孔材料的制备

以Al和Mg元素混合粉末为原料,用粉末冶金模压成形和无压反应烧结方法制备出Al-Mg金属间化合物多孔材料,研究反应过程中Al-Mg金属间化合物多孔材料的相转变、体积膨胀、孔结构参数和显微形貌的变化,并对其孔隙形成机理进行讨论。研究结果表明:烧结后Al-Mg金属间化合物形成了均一的Al3Mg2相并发生了显著的体积膨胀,开孔隙率随温度的升高而增大,经435℃烧结后,达到24.7%;造孔机理是压制过程中粉末颗粒间隙孔的产生和固相扩散过程中的Kirkendall效应造孔。     

冷轧-重熔SIMA法制备半固态ZCuSn10铜合金的组织研究

采用冷轧-重熔的应变诱导熔化激活(SIMA)法制备半固态ZCu Sn10铜合金坯料,分析不同重熔工艺对半固态组织的影响。结果表明:采用冷轧-重熔的SIMA法能制备出理想的半固态坯料。重熔过程中ZCu Sn10合金组织中低熔点的(α+δ)共析组织及枝晶α相与(α+δ)共析组织连接处的过渡区域会逐渐熔化,形成液相,并使得α固相枝晶逐渐熔断,成为α固相颗粒。在850/875℃重熔时,半固态组织中的液相量较少,晶粒黏连较严重,晶粒的球化效果较差。半固态坯料的液相量随保温时间的延长而增加,保温时间从10 min延长至20 min,在850℃重熔时,液相量从6.7%增加到8.5%;875℃重熔时,液相量从17.1%增加到19.6%。900℃保温获得的半固态组织均匀,球化效果好。随着保温时间的增加,半固态坯料的液相先由24.3%增加至30.9%后减小至25.1%,液相的减少是由金相试样取样位置或金相组织分析测量的误差造成的;在相同的重熔保温时间下,重熔温度越高液相的析出速度越快,液相量越大。     

处理工艺对Fe–Al合金粉末成形性及生坯压溃强度的影响

为了提高Fe–Al合金粉末的压制成形性和生坯压溃强度,分析了氢气还原和真空退火工艺对Fe–Al合金粉末形貌和性能的影响,研究了原始粉末和经过处理后粉末所制管坯的成形率。结果发现,经氢气还原和真空退火处理后,粉末形貌变化不大,粉末性能提高,生坯压溃强度增强,成形性得到改善;尤其是经真空退火粉末的性能得到极大提高,氧的质量分数由0.5%低到0.2%,松装密度由1.82 g·cm?3降低到1.64 g·cm?3,显微硬度由HV 260降低到HV 158,压缩比由63%降低到56%,生坯压溃强度由2.0 MPa提高到2.7 MPa,粉末成形性得到极大改善。在批量化压制长管坯时,对原始粉末预先进行真空退火处理,长管生坯数量成品率由50%提高至100%,产品成本降低。     

粉末冶金法制备WC-Ni3Al复合材料的组织与性能

在WC粉末中直接添加Ni、Al元素粉末,通过在液相烧结过程中反应合成Ni3Al来制备WC-Ni3Al复合材料,对该材料进行组织结构观察及力学性能测定,分析铝含量对合金致密化和镍铝相形成种类的影响,并对材料的抗氧化性能进行测试。结果表明,制备的WC-Ni3Al复合材料具有圆钝的WC晶粒形貌,粘结相中除Ni3Al相外还有少量的NiAl和Ni相;铝含量对WC-Ni3Al材料致密度的影响主要与高熔点的NiAl的形成量有关。与普通WC-15Ni硬质合金的抗弯强度(1 900 MPa)和硬度(82.6 HRA)相比,WC-15Ni3Al复合材料具有低的室温抗弯强度和高的硬度,分别为1 170 MPa和86.5 HRA。随Ni3Al含量(质量分数)从15%增加到30%,WC-30Ni3Al复合材料的室温抗弯强度增加,而硬度降低,分别为1 660 MPa和81.7 HRA,其高温抗氧化性能比WC-30(Co-Ni-Cr)硬质合金提高1个数量级。     

真空微波烧结制备TiCN基金属陶瓷

采用高能球磨法,制备了TiCN超细粉末,并以TiCN、WC、Co、Ni、Mo2C等为原料,通过真空微波快速烧结制备了TiCN基金属陶瓷,探讨了坯料压制压力对烧结材料致密化和显微结构的影响。结果表明:高能球磨法能制备亚微米级的TiCN超细粉末;通过真空微波快速烧结可制备颗粒在1μm以下的TiCN基金属陶瓷材料;不同的压力压制成形的坯料,经微波烧结后,其性能存在差异,压制压力在300MPa时,材料的相对密度和硬度最好。