热等静压工艺在工程陶瓷领域中的应用与发展

热等静压（ＨＩＰ）是一种先进的陶瓷致密化工艺、本文简要介绍了ＨＩＰ设备，着重综述了ＨＩＰ工艺在工程陶瓷应用中所取得的研究最后概括敢ＨＩＰ工艺及设备的最新进展。     

热等静压对第三代单晶高温合金DD33显微组织和持久性能的影响

对第三代DD33单晶高温合金进行标准热处理、热等静压以及不同制度的后续固溶和时效处理,并在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下进行高温持久性能实验,使用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线三维成像技术(XCT)等手段观察和表征不同状态的样品,研究了热等静压和热处理对这种合金显微组织和持久性能的影响。结果表明：铸态DD33单晶高温合金经过适当的热等静压和后续热处理工艺后,样品的组织形貌(γ′相尺寸、体积分数与立方化程度)与标准热处理态基本相同。与标准热处理态合金相比,热等静压处理后合金显微孔洞的体积分数和尺寸均显著降低,其体积分数从0.0190%降低到0.0005%,最大孔等效直径从36.9 μm减小到14.2 μm。在850℃/650 MPa和1100℃/170 MPa条件下热等静压后的样品持久寿命均显著延长。这表明,适当的热等静压和热处理能消除合金内部的显微孔洞缺陷,使其持久性能显著提高。     

TiC/Ni3Al Composites Manufactured by Self-Propagating High-Temperature Synthesis and Hot Isostatic Pressing

TiC–20 wt% Ni₃Al and TiC–40 wt% Ni₃Al composite materials were produced by self-propagating high-temperature synthesis (SHS) and hot isostatic pressing (HIP). In the SHS method the reacted powders were compacted by uniaxial pressing immediately after the reaction. The microstructure of the materials produced by SHS consisted of spherical carbides embedded in the Ni₃Al matrix, whereas the microstructure of the materials produced by HIPing was more irregular. A maximum hardness of 2010 HV₁ was measured for the material produced by HIP and a maximum fracture toughness of 10.5 MPa m^1/2 was measured for materials produced by SHS. High-temperature resistance was investigated by exposing the materials to 800°C in air for 110 h. The results obtained showed that the TiC + Ni₃Al composite materials can be recommended for use in environments consisting of oxidizing atmosphere at temperatures around 800°C where high wear resistance is required.     

热等静区致密化的计算机模拟及在TZP陶瓷中的应用

根据热等静压的致密化理论,建立热等静压致密化的数学模型,实现了数学模型的计算机模拟,完成了热等静压图计算机计算、绘制与分析．对３Ｙ－ＴＺＰ的热等静压图进行了实验验证,实验结果与理论计算结果十分吻合．利用热等静压图,讨论了热等静任参数优化问题．     

热等静区致密化的计算机模拟及在TZP陶瓷中的应用

根据热等静压的致密化理论,建立热等静压致密化的数学模型,实现了数学模型的计算机模拟,完成了热等静压图计算机计算、绘制与分析.对3Y-TZP的热等静压图进行了实验验证,实验结果与理论计算结果十分吻合.利用热等静压图,讨论了热等静压参数优化问题.     

碳化硅陶瓷及其复合材料的热等静压烧结研究

本文通过采用热等静压（ＨＩＰ）这一先进的烧结工艺，研究了Ａｌ２Ｏ３添加量对ＳｉＣ陶瓷之显微结构与力学性能的影响。并成功地制备出Ｓｉ３Ｎ４粒子以及ＳｉＣ晶须补强的ＳｉＣ基复合材料，结果表明：Ａｌ２Ｏ３是ＨＩＰ烧结ＳｉＣ陶瓷及其复合材料的有效添加剂，当添加３ｗｔ％Ａｌ２Ｏ３时，采用ＨＩＰ烧结工艺在１８５０℃温度和２００ＭＰａ压力下烧结１ｈ就可获得密度分别高达９７．３％、９９．４％和９７．０％的ＳｉＣ的     

TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形研究进展

概述了TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形的主要研究成果。在TiAl合金粉末制备方面,重点介绍了气雾化制粉工艺、粉末粒度控制、粉末氧含量控制和粉末组织特征。针对热等静压技术,介绍了TiAl合金粉末热等静压致密化过程及机理,总结了采用热等静压近净成形工艺制备TiAl合金转捩片的研究成果。结合粉末冶金TiAl合金研究进展,提出了未来TiAl合金粉末制备及成形技术的发展方向。     

TiAl合金粉末热等静压组织及其力学性能均匀性研究

目的 研究圆柱包套经热等静压后内部不同位置粉末TiAl合金的组织与力学性能,为后续复杂结构包套热等静压整体成形工艺优化提供参考.方法 将装填有Ti-47Al-2Cr-2Nb雾化粉末的不锈钢包套在1230℃/170 MPa/3.5 h条件下热等静压,利用扫描电子显微镜观察烧结后包套内不同区域的显微组织,利用显微硬度计测量...     

热等静压温度对第三代单晶高温合金DD10组织的影响

采用OM,SEM以及EPMA等手段对比研究了不同热等静压温度对第三代单晶高温合金DD10组织的影响。结果表明:在150MPa压力条件下,1290℃热等静压即可使第三代单晶高温合金DD10中的显微疏松完全闭合;随热等静压温度的升高,共晶体积分数逐渐减少,热等静压温度达到1310℃及以上温度,共晶完全溶于基体。在1340℃/150MPa热等静压后,合金中出现局部初熔。热等静压后DD10单晶高温合金的γ′相立方度提高,不同热等静压温度对γ′相的形貌影响基本相同。热等静压降低了DD10单晶高温合金的枝晶偏析,并且热等静压温度越高,枝晶偏析改善越明显。     

K418B合金控晶铸造整体叶轮热等静压和热处理工艺研究

对K418B合金控晶铸造整体叶轮进行了热等静压和热处理工艺研究，获得了K418B合金控晶铸造整体叶轮的热等静压和真空热处理制度。控晶铸造整体叶轮经热等静压和热处理后，性能得到大幅度的改善。     

热等静压对ZL111—T6铝合金叶轮组织和性能的影响

通过对比试验研究了热等静压处理对ZL111-T6铝合金增压器叶轮显微组织、拉伸性能及疲劳性能的影响。结果表明：热等静压处理可有效消除ZL111-T6铝合金叶轮内部的铸造疏松和缩孔缺陷;热等静压使ZL111-T6铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都略有提高,同时使各项性能数据的离散度大幅度减小,提高了铸件产品性能的稳定性;相比未经热等静压处理的ZL111-T6铝合金叶轮,热等静压处理使其疲劳寿命提高了一倍以上。     

MgO·1.5Al2O3透明陶瓷的无压/热等静压烧结制备

镁铝尖晶石透明陶瓷是典型的结构功能一体化材料, 具有优异的光学和机械性能。实验合成了颗粒细小、均匀的单相MgO·1.5Al₂O₃陶瓷粉末, 并且利用XRD全谱拟合软件Fullprof和尖晶石位置分配程序SIDR两步法确定其晶体结构为(Mg_0.46Al_0.54)^IV[Mg_0.26Al_1.64□_0.09]^VIO₄。再通过真空无压烧结结合热等静压烧结制备出了高性能的透明陶瓷, 热等静压18 MPa下1850℃烧结4 h所得样品的致密度达到99.75%, 厚度为2 mm的烧结样品可见光透过率达到65%, 红外波段透过率达到80%以上, 维氏硬度为(12.75±0.12) GPa, 杨氏模量为277 GPa。     

热等静压温度和粉末粒度对Ti2AlNb合金组织与性能的影响

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, %)的预合金粉末,通过预合金粉末热等静压工艺制备了Ti₂AlNb粉末冶金合金。研究结果表明,热等静压温度显著影响Ti₂AlNb粉末冶金合金的显微组织,需严格控制。为了对比研究,选取了平均粒度分别为70 μm和200 μm的两种Ti₂AlNb预合金粉末,制备坯料并测试性能,探讨了粉末粒度的选取原则,分析了粉末粒度对Ti₂AlNb粉末冶金合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明,粉末粒度对合金室温拉伸强度无显著影响,但会对高温拉伸强度和高温持久寿命产生显著影响,由粗粉(平均粒度200 μm)制成的合金高温持久寿命较细粉(平均粒度70 μm)的降低大约40%。