粉末冶金发泡时泡沫铝孔结构及泡壁的微观组织演变

研究了粉末冶金法制备泡沫铝时泡沫孔结构及胞壁微观组织变化的规律.泡沫铝发泡时经历微膨胀、显著膨胀和收缩等过程;孔结构经历了形核和长大,以及在毛细力和重力驱动下泡壁熔体的流动引起的合并粗化和孔隙率自上而下梯度减小等演化过程.加热时,铝/硅颗粒边界处硅的扩散层首先熔化,并沿着铝颗粒边界扩散,最终使铝硅粉末复合体完全熔化而实现合金化.实验发现泡壁的凝固组织与典型的变质处理后的铸造铝硅合金的组织类似.     

粉末冶金法制备SiC_p/2024Al泡沫复合材料的表征(英文)

为了丰富泡沫材料制备工艺、推动其快速发展与广泛应用,以CaCO3为发泡剂采用粉末冶金法制备SiCp/2024Al泡沫复合材料。采用SEM和Magiscan-2A图像分析仪研究了CaCO3发泡剂和SiC颗粒的含量对发泡行为的影响,并且通过Gleeble 1500热模拟机分析了SiC颗粒的含量对压缩性能的影响。结果表明:随着发泡剂的增多,孔隙率和孔径先增加后减小。随着增强体含量的增加,孔隙率和孔径都减小。压缩曲线揭示加入增强体可以改善压缩屈服强度和吸能能力。SiCp/2024Al泡沫复合材料显示为脆性泡沫材料。     

粉末冶金工艺制备的钛基复合泡沫材料的压缩性能和弹性模量(英文)

钛基复合泡沫材料由于其优异的生物相容性、抗腐蚀性以及可改的弹性模量,具有极大的生物医用潜力。采用粉末冶金工艺制备嵌入厚壁陶瓷微珠的钛基复合泡沫材料。分析和测试这种钛基复合泡沫材料的微观结构、压缩性能以及弹性模量。结果表明:厚壁陶瓷微珠能够显著提高材料的抗压强度;提高厚壁陶瓷微珠的体积分数,能够使材料的抗压强度获得极大的提高,同时,这种强度的提高并没有引起弹性模量的显著提高。该材料的弹性模量仍然与人体骨骼相近。     

铁对粉末冶金法制备铝基复合材料微观组织和力学性能及磁学性能的影响(英文)

研究铁对粉末冶金法制备铝基复合材料微观组织、力学性能及磁学性能的影响。利用机械混合制备含0,5%,10%和15%Fe(质量分数)的铝基复合材料。Al-Fe混合粉末经压制后在真空炉中600°C烧结1 h。XRD结果表明:在含有5%和10%Fe的试样中只有Fe和Al的衍射峰,而含有15%Fe的试样中则存在Al和Al13Fe4的衍射峰。实验结果表明:随着Fe含量的增加,材料的致密度和导热性变差。复合材料中的Fe可以提高其强度和硬度。材料的强化机制包括基体的晶粒细化,Fe颗粒的均匀分布以及Al13Fe4金属间化合物的形成。含有5%Fe试样的磁化强度为0.3816×10-3A·m2/g,对于含有10%Fe的试样,其磁化强度增加至0.6597×10-3A·m2/g,而对于含有15%Fe试样,其磁化强度降低至0.0702×10-3A·m2/g。这是由于在高铁试样中形成了反磁性的Al13Fe4金属间化合物导致磁化强度降低。     

Physical processes in laser-assisted aluminum foaming

Aluminum foam has become popular in recent years and has the potential to be used in many applications due to its lightweight structure. In this paper, laser-assisted foaming experiments have been performed to fabricate closed cell porous aluminum structures with different relative densities (0.39 to 0.33) and porosities of 61 to 67%. The influence of the processing conditions on the evolution of cell morphology of the foam is investigated. Preliminary results suggest that a pore size gradient and a density gradient exist in the structure as the processing condition changes. The foam has large pores and lower density for slow processing speed, in contrast to the fast processing speed with small pore size but higher density. Additionally, an example of laser-assisted cutting of Al foam is also demonstrated.     

预混合工艺对铁基粉末冶金材料组织和烧结性能的影响

通过加入新型润滑剂制得Fe-2Cu-0.8C预混合铁基粉末,并制备了同成分机械混合粉末进行对比试验。对粉末流动性、松装密度以及压制性能进行了测试,并对烧结体的微观组织进行表征。结果表明:制备的预混合粉末流动性和松装密度均优于机械混合粉。当润滑剂加入量为0.6 mass%时,经600 MPa压力下压制所得的生坯密度为7.01 g/cm^3,烧结体密度为7.11 g/cm^3,批量压制时零件质量变化小于0.15%。通过预混合工艺,使得铜和石墨颗粒粘结到铁颗粒表面上,从而达到防止偏析和提高批次稳定性的目的。使用预混合粉末不仅提高了烧结体的尺寸精度和性能,同时可制备出更光洁的零件表面,进行形状复杂零件生产时更能体现出其在稳定性方面的优势。     

吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜氧化动力学

在620~710°C范围内,将压缩空气吹入含有陶瓷颗粒的A356铝合金熔体中制备泡沫铝样品。运用AES技术对泡壁表面进行分析,以研究温度对表面氧化膜厚度的影响。根据金属腐蚀学及流体力学原理建立表面氧化膜泡壁氧化动力学模型。从理论上预测不同温度条件下泡沫铝泡壁表面氧化膜的厚度,并与实验值进行对比。结果表明,在620~710°C范围内,考虑上浮过程的模型预测的氧化膜厚度理论值明显高于实验值,而不包含上浮过程的模型预测的理论值与实验值符合较好,且后者能更好地描述泡沫铝泡壁表面氧化膜的氧化过程。研究表明,吹气法泡沫铝泡壁表面氧化膜的氧化速率与温度之间的关系符合Arrhenius公式。     

淬火工艺对粉末冶金马氏体不锈钢组织与性能的影响

研究了淬火工艺对粉末冶金超高碳不锈钢的微观组织与力学性能的影响。高碳铬粉末冶金不锈钢经900~1200 ℃淬火并于200 ℃回火后,碳化物主要为M₇C₃,少部分为MC,随淬火温度升高,马氏体中固溶碳增大,硬度与抗弯强度升高;经1150 ℃淬火与低温回火后,力学性能达到最佳,硬度为59 HRC,冲击吸收能量为18.9 J,抗弯强度为3079 MPa,碳化物均匀弥散分布于基体中,其中M₇C₃相平均尺寸约为2 μm,体积分数为17%,MC相尺寸为0.5 μm,体积分数为2%;经1200 ℃淬火后残留奥氏体体积分数为35%,导致硬度下降。     

Effects of cell size on compressive properties of aluminum foam

1 Introduction Metal foams are a relatively new class of structural materials and offer a variety of applications in fields such as lightmass construction or crash energy management. In view of potential applications, the mechanical properties of foamed m…     

Zn对粉末冶金法制备Mg-Zn合金组织与性能的影响

以Mg粉和Zn粉为初始原料,采用粉末冶金技术制备Mg-Zn合金。研究了Zn含量对Mg-Zn合金烧结密度、显微组织、物相组成、弯曲强度和显微硬度的影响。测量了Mg-Zn合金的耐腐蚀性,探讨了Zn元素在粉末冶金过程中的作用机理。研究结果表明当添加Zn元素后,烧结产物的晶粒细小,烧结密度提高。此外,随着Zn含量的增加,烧结产物的致密度持续增加。XRD分析表明Mg-3 wt%Zn合金主要由α-Mg相组成,而Mg-4 wt%Zn合金由α-Mg 和 MgZn₂两相组成。随着Zn含量的增加,Mg-Zn合金的弯曲强度先增加而后降低,但是显微硬度持续增加。Mg-3 wt% Zn合金的抗弯强度为123.6 MPa,显微硬度为101.7 HV,分别为纯Mg样品高出58%和45%。耐腐蚀性能测试表明当添加Zn元素后,Mg-Zn合金的腐蚀速率降低,Mg-3 wt%Zn合金具有最低的腐蚀速率和最佳的耐腐蚀性能。     

热处理对粉末冶金铝铜合金组织性能的影响

以纯铝和氧化铜粉末为原料,运用热等静压原位合成技术,制备了粉末冶金铝铜合金(Al-4.5%Cu)。研究了固溶和时效工艺对其组织和性能的影响,并分析讨论其作用机理。结果表明,粉末冶金法制备的铝铜合金组织均匀、致密,固溶+时效处理使合金硬度、强度明显提高,塑性和韧性略有下降。经过550℃×11 h固溶+150℃×46 h时效处理,合金的维氏硬度HV为1300 MPa,抗拉强度σb为328 MPa,冲击韧性αk为72.85 kJ.m-2,伸长率δ为6.63%。     

粉末冶金法制备铝合金块体材料的研究

用粉末冶金法制备了Al-Si合金块体材料，研究了粉坯压制力、烧结过程及冷锻工艺对块体材料相对密度的影响规律。研究表明：压制力的提高引起粉坯密度的提高，烧结过程难以使烧结坯致密化，而冷锻能够大幅度提高块体材料的密度，其相对密度达到97．5％。     

Damping capacity and compressive characteristic in some aluminum foams

1　INTRODUCTIONMetallicfoams ,especiallyaluminumalloyfoamsaresuper lightmetalsexhibitingunique propertiessuchashighenergyabsorptionandhighdampingca pacity .So ,theyarebelievedtohavegreatpotentialforapplicationsinmanyaspects ,forexample ,theap plicationinenergyabsorptionandvibrationdamping .Therefore ,theirmechanicalpropertieshaveattractedaconsiderableattentioninrecentyears .Anumberofworksonthecompressivebehavioroffoamedalu minumanditsalloyhaverevealedthatthedeforma tionbehaviorofaluminumf…     

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。     

Al含量微调对TiAl合金组织及压缩力学性能的影响

研究了Al含量对TiAl合金微观组织及压缩力学性能的影响,并分析其破坏机理。研究发现,Al含量对TiAl合金微观组织影响显著。通过真空自耗电弧冶炼方法制备的Ti-44.1Al(原子分数,%)合金的组织为全层片组织,层片团粗大,呈现柱状晶特征;而Ti-47.3Al合金的组织为双态组织,三维连通的网状γ相将粗大的铸造组织分割成细小的层片团。力学性能研究发现,与Ti-47.3Al合金相比,无论是在准静态还是动态压缩加载条件下,Ti-44.1Al合金都表现出较高的屈服强度,较低的抗压强度以及较差的塑性变形能力。破坏机理分析表明,准静态压缩加载条件下,在Ti-44.1Al合金中,微孔在γ/α_2层片团的α_2相中萌生并聚集形成裂纹;而在Ti-47.3Al合金中,微孔同时在γ/α2层片团中α_2相中以及三维连通的网状γ相中萌生,微孔聚集形成裂纹并扩展;动态压缩加载条件下,在Ti-44.1Al合金中,在γ/α_2层片团中存在大量的α_2相与γ相的相界,由于加载时间短,在相界处易引起位错塞积而导致应力集中,致使微裂纹在相界处迅速萌生并扩展;而在Ti-47.3Al合金中,微裂纹不仅在γ/α_2层片团中α_2相与γ相的相界处萌生,同时也会在三维连通的网状γ相中迅速萌生并扩展,直至材料破坏。     

Effect of cooling rate on microstructure and tensile properties of powder metallurgy Ni-based superalloy

The effects of size distribution, morphology and volume fraction of γ′ phase and grain size on tensile properties of powder processed Ni-based superalloy were investigated by using two different quenching methods. Oil quenching and air cooling were adopted with cooling rate of 183 °C/s and 4–15 °C/s, respectively. The experimental results show that the average size of the secondary γ′ after oil quenching is 24.5 nm compared with 49.8 nm under air cooling, and corresponding volume fractions of γ′ are 29% and 34%, respectively. Meanwhile, the average grain size remains nearly equivalent from both oil-quenching and air-cooling specimens. The tensile strength at room temperature is higher for the oil-quenched specimen than the equivalent from the air-cooled specimen, but the difference approaches each other as the temperature increases to 650 °C. The fractography clearly demonstrates that transgranular fracture governs the failure process at ambient temperature, in contrast to the intergranular fracture at 650 °C or even higher temperature. These two mechanical responses indicate the strengthening effects of γ′ precipitates and grain boundary for polycrystalline Ni-based superalloys at different temperatures.     

泡沫铝二次发泡工艺用先驱体中TiH2发泡剂的分散性

研究二次发泡泡沫铝工艺用熔体路径发泡先驱体中TiH2的分散性,包括熔体粘度测量、工艺参数对发泡剂分散性影响等。结果表明,610℃是ZLD104合金熔体粘度变化的转折点,低于610℃熔体粘度随温度的变化较大,高于610℃熔体粘度随温度的变化较小;随分散温度、搅拌速度、分散时间的提高,发泡剂分散均匀性提高,但在3 000 r/min,分散30 s的条件下,发泡剂的团聚现象仍然存在;在粘度-温度非敏感区分散发泡剂,并采用挤压使发泡先驱体致密化,以及采用3 000 r/min以上的搅拌速度分散发泡剂,可提高熔体路径发泡先驱体发泡剂均匀性。     

Fabrication and compressive behavior of open-cell aluminum foams via infiltration casting using spherical CaCl2 space-holders

The infiltration casting fabrication process based on spherical CaCl₂ space-holders and the compressive behavior including the mechanical performance and energy absorption capacity of open-cell aluminum foams were investigated.Open-cell aluminum foams with different porosities in the range of 63.1%to 87.3%can be fabricated by adjusting compression ratios of CaCl₂ preforms prepared by precision hot-pressing.The compression tests show that a strain-hardening phenomenon always occurs especially for open-cell aluminum foam with low porosity,resulting in the inclining stress-strain curve in the plateau region.The energy absorption capacity of open-cell aluminum foam decreases with increasing porosity when compared at the same strain.However,when compared at a given stress,each foam can absorb the maximal energy among the five foams in a special stress range.Additionally,open-cell aluminum foam possesses the maximum energy absorption efficiency at its optimum operating stress.At this stress condition,the foam can absorb the highest energy compared with other foams at the same stress point.The optimum operating stress and the corresponding maximal energy absorption decrease with increasing the porosity.The optimum operating stress for energy absorption can also be determined similarly when taking into consideration of the lightweight extent of foams.     

采用新型发泡剂制备泡沫铝

研究了一种在泡沫铝制备过程中可替代TiH2及ZrH2类发泡剂的新型发泡粉末的热分解行为,探讨该新型发泡剂加入量及发泡温度等因素对泡沫铝孔隙率的影响。研究表明:该新型发泡材料具有分解温度范围宽及分解过程缓慢的特点。当采用该发泡剂时,泡沫铝制备过程无需额外加入金属Ca类增粘剂;随发泡温度的升高,泡沫铝的孔隙率先升高后下降;随发泡剂量的增多,发泡体中的无泡层逐渐减少,当发泡剂的加入量在1.40%以上时,发泡体中的无泡层消失;在发泡温度740℃、发泡剂加入量1.40%~2.20%、搅拌时间3min、保温发泡时间5min的条件下,可以制备出孔径2~5mm,孔隙率60%~80%,孔隙基本均匀且无实心体的泡沫铝。     

Fabrication and characteristics of magnesium alloys produced via powder metallurgy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭａｇｎｅｓｉｕｍａｌｌｏｙｓ ,ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙＭｇｍａｔｒｉｘｃｏｍ ｐｏｓｉｔｅｓ ,ａｒｅｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃａｎｄｉｄａｔｅｓｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｌｉｇｈｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍａｔｅｒｉａｌｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｅｉｒｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｉｆｆ ｎｅｓｓａｎｄｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ ,ｇｏｏｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｄａｍｐｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ .Ｔｈｕｓ ,Ｍｇａｌｌｏｙｓａｒｅｅｘ ｐｅｃｔｅｄｉｎａｄ…