气雾化制备微细球形钴铬钼钨合金粉末及其SLM成形性能

利用自行研制的防返风超音速气雾化设备制备钴铬钼钨合金粉末,对粉末的形貌、粒度与粒度分布以及显微组织等进行分析,并研究其激光选区熔化成形件的显微组织、硬度和拉伸性能。结果表明,气雾化制备的Co Cr Mo W合金粉末主要为球形,部分有卫星颗粒,粉末组织由胞状晶和树枝晶组成。激光选区熔化成形的成形件表面熔道搭接良好,表面粗糙度为11.0μm,相对密度达到98.7%,组织为γ马氏体和ε马氏体;抗拉强度为1 283 MPa,屈服强度为852 MPa,伸长率为7.9%,显微硬度HV达到398.8;拉伸断口呈现准解理断裂特征。     

高品质钼靶材低压等离子喷涂成形技术研究

采用低压等离子喷涂成形技术制备了片状及回转体钼靶材,研究了钼靶材孔隙率、氧含量、微观结构、显微硬度及拉伸强度等性能,开展了片状钼靶材的磁控溅射镀膜研究。研究结果表明:低压等离子喷涂成形钼靶材为典型的定向凝固柱状晶层片结构,层片界面结合紧密,孔隙率约1.1%、氧质量分数为0.18%,显微硬度为HV0.025 361.8,抗拉强度达到373.2 MPa,各项指标均明显优于大气等离子喷涂成形钼制品。低压等离子喷涂成形片状钼靶材可磁控溅射沉积出平整、致密、连续的钼薄膜,镀膜厚度约700 nm,X射线衍射谱线表明钼薄膜为体心立方结构,沿(110)方向择优生长。磁控溅射离子的均匀轰击导致钼靶材表面快速溅射及均匀减薄,溅射表面及截面较为平整光滑,溅射凹坑均为纳米级。     

等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm^-2,腐蚀速度0.869mm·a^-1.     

一种新型难熔金属异型件的制备技术及其应用

主要介绍了粉末高能喷涂成形技术及其在耐高温材质构件上的应用研究。采用真空热压和高压热等静压提高构件的致密度。结果表明:等离子喷涂成形纯钨喉衬的相对密度为85.6%;经真空热压处理后,喉衬相对密度提高到91.7%;经高压热等静压处理后,喉衬相对密度增大至96.7%。由此可见,高压热等静压可大大提高喷涂成形件的致密度。高能喷涂成形技术可制备出形状复杂的耐高温材质构件,如钨/钼复合喷管、钨坩埚?钨发热体、破甲弹药形罩等异形构件和二硅化钼回转体等。     

热压工艺对碳纤维增强铜基复合材料力学性能的影响

研究了热压工艺对碳纤维增强铜基复合材料力学行为的影响。结果表明:随热压温度的提高,CF/Cu复合材料的拉伸强度增大,显微硬度提高;热压温度超过800℃后,材料的强度和显微硬度随热压温度的升高而降低。对复合材料显微组织的研究表明,随热压温度的提高,材料的显微组织更加均匀。SEM断口分析表明:CF/Cu复合材料的断裂以纤维拔出为主要方式。     

等离子喷涂制备铁基非晶-纳米复合涂层

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,Si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量.     

聚碳硅烷对注射成形Fe-2Ni基复合材料显微组织和力学性能的影响

采用粉末注射成形工艺,以聚碳硅烷(PCS)为先驱材料,制得SiC颗粒增强的Fe-2Ni基复合材料;研究PCS对Fe-2Ni合金的致密度、显微组织、力学性能及断口的影响.结果表明:PCS裂解生成的SiC增强相颗粒细小,在基体材料中分布均匀,加入5%～10%(体积分数)PCS可使材料抗拉强度提高43%～62%,洛氏硬度提高40%～47%,但伸长率下降,由韧性断裂转变成脆性断裂;Fe-2Ni基复合材料的强度和硬度达到了MIM协会的标准,优于SiC颗粒增强的Fe基复合材料.     

SiC颗粒粒径对高压扭转SiC_P/Al复合材料致密度和拉伸性能的影响

采用高压扭转法(HPT)将不同尺寸的SiC颗粒和工业纯Al混合粉末直接固结成形制备SiC_P/Al复合材料。利用排水法测量复合材料的体积并计算致密度,再通过拉伸试验及拉伸断口扫描电镜观察,研究SiC颗粒粒径对复合材料致密度和拉伸性能的影响。结果表明,在200℃下,由于SiC颗粒含量一定,随着颗粒尺寸的增大,颗粒数量减少,比表面积逐渐减小,大颗粒受剪切作用而发生破碎的趋势加剧,结合不牢固的新生界面增加,导致复合材料致密度和抗拉强度呈先升高后降低的趋势;同时拉伸断口处韧窝尺寸逐渐增大,分布均匀性降低,韧窝处残留颗粒增加,复合材料韧性断裂特征减弱,脆性断裂特征增强。     

钴包碳化钨粉的研制

钴包碳化钨粉是一种用于等离子、爆炸喷涂工艺的复合型粉末材料。在航天、航空和冶金等部门的特殊环境下,用该粉末对有关零部件作喷涂表面处理,有着下面的特点: 1.能有效地起到耐磨耐蚀特别是抗高温磨蚀的作用。 2.经等离子、爆炸喷涂工艺处理的钴包碳化钨涂层,与零部件作业表面呈显微冶金结合,其强度可靠。 3.在恶劣条件下工作的零部件(高炉渣口、飞机发动机叶片等)以及即使是超合金     

等离子喷涂FeCrMoSnPBSiC非晶合金涂层的结构和性能

 将软磁非晶合金FeCrMoSnPBSiC粉末作为喷涂材料,用大气等离子喷涂法在Q235钢板表面制备非晶态合金涂层。结果表明,该非晶态合金涂层组织致密均匀,具有较高的硬度,平均显微硬度为HV01 644,涂层与基材结合强度超过25 MPa,而且涂层具有较高的热稳定性和较好的耐腐蚀性能,起始晶化温度约516 ℃,在5%NaCl溶液中具有钝化作用。     

热挤压和旋锻粉末冶金纯钛的组织和力学性能

采用粉末冶金技术结合热挤压和旋锻工艺制备纯钛棒,利用万能试验机、维氏显微硬度仪、金相显微镜、高精度多功能密度计等设备测试纯钛棒的屈服强度、维氏硬度、显微组织和相对密度,研究了纯钛棒的制备工艺及其微观组织结构对材料力学性能的影响。研究表明,利用粉末冶金技术结合热挤压和旋锻工艺制备的纯钛棒屈服强度是880 MPa,均匀延伸率是4.06%,在拉伸变形过程中发生韧性断裂。纯钛棒显微组织为等轴状的细晶粒组织,平均晶粒尺寸约1μm,组织分布均匀,无明显裂纹和缺陷,有较高的相对密度。     

Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响

采用粉末冶金方法制备含Y2O3的稀土钼合金,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)等手段对钼合金的断裂特征和组织结构进行对比分析,研究稀土氧化物Y2O3含量对钼合金组织和性能的影响.研究表明:添加Y2O3能细化晶粒、改善钼合金的晶粒均匀性和致密度、提高钼合金的性能:拉伸强度和屈服强度随Y2O3含量的增加呈现先增高后降低的趋势,在Y2O3含量为1％时,抗拉强度达511.43MPa,屈服强度456.99MPa,分别是纯钼材料的1.31倍和1.57倍,综合力学性能最佳;在烧结坯中,Y2O3颗粒分布均匀,主要以球形和等轴状形式存在于晶界上.     

高纯钼板断口形貌和组织分析

对通过不同锻造和轧制工艺制备的高纯钼板的拉伸力学性能、显微组织和断口形貌进行了分析。确定了不同工艺条件下高纯钼板的组织变化情况和抗拉强度。结果表明：纤维状组织的高纯钼板具有良好的室温韧性，其断裂表现为准解理断裂；若经过回复和再结晶，纤维组织转化成等轴晶粒组织，则材料呈现脆性，其断裂表现为穿晶解理断裂和沿晶脆性断裂的混合型断裂。     

液-液掺杂Mo-La2O3板材的室温力学性能

采用液-液掺杂、粉末冶金的方法制备出Mo-La2O3板坯并轧制成板材,经不同温度退火后进行室温拉伸测试,并利用SEM和EDS等检测手段对其断口形貌、氧化镧含量及分布进行了分析.结果表明:Mo-La2O3板材的延伸率始终高于纯钼板;随着氧化镧含量的增加,Mo-La2O3板材的室温抗拉强度显著提高;而随退火温度的升高,Mo-La2O3板材的断口形貌由韧窝形转变为解理形;氧化镧均匀分布于晶内和晶界,大大降低了晶界上杂质的浓度,抑制了显微空穴和微孔的长大,从而提高了钼板的强度和韧性.     

铁基粉末凝胶注模成形工艺的研究

本文对凝胶注模成形工艺应用于铁基粉末冶金进行了研究。着重研究了凝胶注模成形工艺中分散剂、固相体积分数对浆料流变性的影响,采用该工艺对铁粉进行了成形与烧结。结果表明,加入分散剂可以使浆料黏度降低,有利于成形为复杂形状;随着固相体积分数的增加,浆料的黏度增加。采用合适的工艺参数,制备了相对密度为90%,抗弯强度为517 MPa,抗拉强度为280 MPa的复杂形状的铁基粉末冶金零件。     

The Fracture Toughness and Toughening Mechanism of Commercially Available Unalloyed Molybdenum and Oxide Dispersion Strengthened Molybdenum with an Equiaxed,Large Grain Structure

Commercially available molybdenum and oxide dispersion strengthened (ODS) molybdenum produced by powder metallurgy (PM) methods were subjected to tensile testing, fracture toughness testing, and examination of the toughening mechanism. Both PM and ODS molybdenum have an equiaxed grain size that is larger in scale than comparable wrought products. This results in lower tensile strength and a higher tensile ductile-to-brittle transition temperature (DBTT) for PM and ODS molybdenum compared to wrought product forms. Although the grain size for PM molybdenum is large and the oxygen content is relatively high, both attributes tending to embrittle molybdenum, the transition temperature and fracture toughness values are comparable to those observed for wrought molybdenum. Crack initiation at grain boundaries and the center of grains where pores are present were observed to leave ligaments for the PM molybdenum that are similar in scale to those observed for wrought molybdenum. This is a similar toughening mechanism to the ductile laminate mechanism observed for wrought molybdenum. The larger oxide particle size for PM ODS molybdenum produces larger cracks that result in lower fracture toughness values and a higher DBTT in comparison to PM molybdenum. The impact of the grain size, grain shape, and oxide particles on the toughening mechanism and resulting properties is discussed.     

铜包覆石墨烯增强316L奥氏体不锈钢力学性能研究

采用分子水平混合和低速球磨的方法制备铜包裹石墨烯/316 L不锈钢复合粉体,通过放电等离子烧结制备石墨烯增强316 L奥氏体不锈钢复合材料,研究铜及石墨烯对复合材料密度、硬度和拉伸性能的影响,并对拉伸断口形貌进行了分析.结果表明:通过分子混合和球磨混合可制备铜包裹石墨烯与不锈钢均匀混合的复合粉体.烧结过程石墨烯结构保持完整.铜包裹石墨烯增强体可明显改善烧结不锈钢复合材料的密度、硬度、抗拉强度和屈服强度,使其分别提高3.6%、17.4%、35.8%和34.5%.     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

Effect of particle composition on consolidation of hot briquetted iron

Abstract

The influence of the carbon concentration of directly reduced iron (DRI) powders on the compressibility and fracture strength of hot briquetted iron (HBI) has been studied. Industrially produced DRI, pure iron powder and Fe–C alloy powders (synthetic DRI) were used in the study. It was found that the mechanism of compaction could be attributed to pure yielding. The pressure required to attain a given density increased proportionally with the carbon content. The morphology and phases present in DRI powder had a significant influence on the compressibility. The fracture strength of the compacts increased with increasing carbon content of the DRI powder. These observations are discussed with reference to the current understanding of the mechanisms of compaction and fracture of compacted particulate materials.     

Production of titanium grade 4 components by powder injection moulding of titanium hydride

Abstract

Recent developments are presented on powder injection moulding of titanium from metal hydride powders and binders composed of polyethylene, paraffin wax and stearic acid. The feasibility of using this route to process fit for purpose, complex parts is assessed. Titanium hydride offers a low cost solution compared with pure titanium powders. Feedstocks for powder injection moulding were prepared in a sigma mixer. Tensile test specimens and demonstration parts were injection moulded. Solvent debinding in heptane was followed by thermal debinding and dehydrogenation under argon. Titanium parts were sintered at 1200°C under argon. Sintered parts exhibit a linear shrinkage of about 20%, good shape preservation and reproducibility. The yield strength (519 MPa), ultimate tensile strength (666 MPa), elongation to fracture (15%) and interstitial content measured by quantitative analysis meet the requirements for titanium grade 4.