时效温度对粉末FGH96合金的PPB和力学性能的影响

采用等离子旋转电极工艺(PREP)制粉,热等静压工艺制备粉末FGH96合金,研究不同时效温度对其显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着时效温度的提高,粉末FGH96合金的晶粒大小和孪晶组织无明显变化,原始颗粒边界(PPB)明显增多;合金的抗拉强度和屈服强度下降,断后伸长率、断面收缩率和蠕变延伸率提高;拉伸断口沿粉末颗粒开裂的形貌明显增多。     

粉末粒度和氧含量对HIP态FGH96合金组织的影响

对氩气雾化法制备的高温合金FGH96粉末进行了热等静压(HIP)处理,分析了粉末粒度和氧含量对HIP态合金组织的影响,研究了FGH96合金组织中PPB的类型、相结构和形成机制。结果表明,氩气雾化FGH96粉末的氧含量较低,平均氧含量约为50×10-6,随着粉末粒度降低,颗粒比表面积增大,促进了粉末氧含量的升高;粉末经HIP处理后氧含量具有遗传特征,原始粉末氧含量越高,HIP态合金氧含量也越高,且平均氧含量增至83×10-6;粉末尺寸和氧含量对合金致密化行为无明显影响,HIP态合金密度约为8.33 g·cm-3。小尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出ZrO2和MC碳化物,而大尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出大尺寸花瓣状γ’相和少量MC碳化物。粉末粒度和氧含量影响PPB析出,小尺寸粉末因氧含量高经HIP处理时颗粒边界处存在更多、尺寸更大稳定的ZrO2,ZrO2成为MC碳化物析出形核的核心,促进了大量MC碳化物的析出。     

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...     

粉末高温合金FGH96中的原始粉末颗粒边界及其对合金拉伸断裂行为的影响

采用等离子电极旋转雾化法和热等静压法(hot isostatic press,HIP)分别制备FGH96粉末与合金,对原始及高温(1 150℃)预热处理后的FGH96粉末表面析出相以及HIPed FGH96合金的原始粉末颗粒边界(prior particleboundary,简称PPB)进行分析,进而研究PPB对合金室温和750℃拉伸断裂行为的影响。研究发现:原始粉末表面无明显析出相,1 150℃预热处理后粉末表面有块状MC和细小氧化物分布;热等静压法制备的FGH96合金及其热处理后,PPB析出相主要由颗粒和块状的金属碳化物MC及富Zr的氧化物颗粒组成;该合金经过固溶和时效处理后,颗粒状MC部分溶解而块状MC长大,PPB碳化物的尺寸分布由单峰分布转变为双峰分布;常温拉伸时微孔在PPB上形成并扩展,合金沿PPB断裂;750℃拉伸时,合金强度与塑性较常温下明显降低,部分M23C6在晶界析出,块状和颗粒状碳化物部分溶解,为M23C6提供碳源,合金断口呈现沿晶和沿PPB混合断裂的形貌。     

粉末高温合金FGH97疲劳裂纹扩展行为

测定不同晶粒尺寸、γ'相以及不同Hf含量的粉末高温合金FGH97在650℃高温条件下的疲劳裂纹扩展速率,并将其与FGH95和FGH96两代粉末合金的疲劳裂纹扩展速率进行对比.用定量分析的方法对FGH97合金在疲劳断裂各个阶段的行为特征进行分析.较大晶粒尺寸的FGH97合金具有较低的裂纹扩展速率,合理的二次和三次γ'相匹配析出,可以获得较高的疲劳寿命;Hf元素的添加使合金的整体疲劳寿命增大;FGH97合金与FGH95和FGH96相比,具有较高的疲劳裂纹萌生抗力,更低的高温疲劳裂纹扩展速率.      

Hf和Zr对FGH96合金PPB及力学性能的作用研究

采用PREP(等离子旋转电极法)制粉+HIP(热等静压)成形工艺制备FGH96合金,研究了w(Hf)+w(Zr)分别为0.0 +0.04％、0.3％+0.04％、0.6％+0.04％和0.3％+0.06％时合金的显微组织,以及室温和800℃冲击性能,室温、650℃和750℃拉伸性能,650℃/970MPa持久性能.结果表明:FGH96合金的PPB未形成连续的网膜结构,对合金性能危害较小；适量的Hf可消除PPB组织,改善合金的高温性能,尤其能显著提高持久寿命和塑性,消除缺口敏感性；含Hf时,过量的Zr促使氧化物在粉末边界连续析出,严重降低合金持久性能.FGH96合金中,Hf、Zr的最佳含量为0.6％、0.04％.     

粉末高温合金制备工艺的研究和发展

总结了粉末高温合金诞生30多年来在制粉工艺、成形工艺及热处理工艺等方面的主要研究成果和存在的问题。重点介绍了我国FGH95粉末高温合金制备工艺的研究和进展情况,并与美、俄等国的同类工艺进行了比较。论述了国内外粉末高温合金制备工艺的发展方向。     

冶炼工艺对FGH96合金洁净度的影响

研究了不同冶炼工艺对粉末高温合金洁净度影响，通过扫描电镜及能谱仪对比研究了真空感应熔炼(VIM)、真空水平连铸(VHCC)和真空感应熔炼(VIM)+电渣重熔(ESR)3种冶炼工艺对FGH96母合金棒料杂质元素含量及夹杂物成分、形貌、尺寸、数量的影响。研究结果表明，采用VHCC或VIM+ESR双联工艺比采用VIM单联工艺制备的粉末母合金具有更高的洁净度。3种冶炼工艺生产的母合金棒料中夹杂物均由氧化物夹杂、碳氮化物夹杂和以氧化物为核心的碳氮化物复合夹杂组成。VIM单联制备的母合金棒料夹杂物数量和尺寸明显高于VHCC和ESR生产的棒料；VHCC棒料中夹杂物数量最少，且分布均匀；ESR棒料夹杂物尺寸最小，但边缘处夹杂物数量最多。3种工艺生产的棒料通过等离子旋转电极制粉后，筛出的夹杂物数量变化趋势与母合金基本一致，VIM+ESR冶炼工艺可以有效提高FGH96合金棒料及其粉末洁净度。     

粉末氧含量对热等静压FGH4169合金力学性能与组织的影响

以氧含量分别为60×10~(-6),145×10~(-6)和216×10~(-6)的GH4169预合金粉末为原料,采用粉末热等静压法制备成块体合金,然后进行热处理,研究粉末氧含量对FGH4169合金的室温和高温力学性能及组织的影响。结果表明,随原始粉末氧含量从60×10~(-6)增加到216×10~(-6),Al和Ti元素在粉末表面富集,并生成斑点状氧化物;粉末氧含量对FGH4169合金的致密度无明显影响,但可改变合金中碳化物的分布和形态。高氧含量的FGH4169合金中易形成原始颗粒边界(prior particle boundary,PPB),PPB中含有碳化物和氧化物。FGH4169合金在室温和高温下的塑性均随氧含量增加而降低,粉末氧含量为60×10~(-6)和145×10~(-6)时,FGH4169合金在室温和650℃下的强度和塑性都能达到变形GH4169合金的标准值。     

锆对急冷凝固FGH96合金粉末显微组织和元素偏析的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及其附带的能谱仪,对不同Zr含量的急冷凝固FGH96合金粉末的显微组织、热学凝固参数和枝晶间合金元素偏析进行研究。结果表明:通过调整Zr含量,可以改变粉末颗粒内部树枝晶、胞状长大晶和微晶凝固组织的比例;粉末凝固组织形态主要取决于冷却速率T-、固液界面前沿温度梯度G和长大速度R;不同Zr含量的FGH96合金粉末颗粒中,Mo、Nb、Ti、Zr等元素富集于枝晶间,Co、Cr、W和Ni富集于枝晶轴,随Zr含量增加,Ti、Nb、Zr等元素的枝晶偏析程度减小。     

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.     

钼-铼-镧合金微观组织及力学性能研究

通过固-液掺杂法在Mo-Re合金中加入稀土La₂O₃纳米颗粒制备得到Mo-Re-La合金, 将Mo-Re-La合金与Mo-Re合金、纯Mo的微观组织及力学性能进行对比研究, 得到如下结论: 在纯Mo中添加低含量Re元素(质量分数3.5%) 对Mo-Re合金有明显的细晶强化效果; 将La₂O₃纳米颗粒加入Mo-Re合金进一步细化和强化了Mo-Re-La合金。     

Development of RuAl-based cast alloys

Heterophase RuAl-based alloys with a β-RuAl + (1–20) vol % ɛ-Ru structure and alloyed with chromium, titanium, and hafnium are produced by vacuum arc melting. The effect of the method of preparing charge materials on their behavior during alloy formation is studied. The effect of a structure on the deformability of the alloys at room temperature is estimated. All alloys exhibit ductility and can be deformed by upsetting at a strain higher than 10–12%. The effect of deformation by upsetting at 800°C and subsequent heat treatment on the structure and properties of the alloys is investigated. The high-temperature strengths of RuAl-, TiAl-, Ni₃Al-, and NiAl-based alloys are compared by measuring their hot hardnesses at temperatures up to 1100°C. The high-temperature strength characteristics of the RuAl-based alloys are higher than those of the Ni3Al-, TiAl-, and NiAl-based alloys over the entire temperature range under study; at temperatures ≥900°C, the hardness of ruthenium monoaluminide is higher than those of the other alloys by a factor of 2–4.     

快速凝固铝硅合金的制备、组织特征及断裂行为

快速凝固Al-Si合金是一种高性能结构材料,目前主要通过快速凝固/粉末冶金(RS/PM)和喷射沉积(SF)两种方法进行制备;此类合金具有超细化显微组织、成分均匀分布、非平衡亚稳相和过饱和固溶体及高密度位错等组织特征;其断裂方式主要呈脆性断裂。本文主要对上述内容进行综合评述     

高能球磨制备非晶粉末的形成机理及形成能力的研究综述

综述了高能球磨制备非晶粉末的热力学条件和动力学条件以及非晶转变机制,介绍了工艺参数对非晶形成的影响以及合金粉末在高能球磨条件下的非晶形成能力预测理论。对利用高能球磨制备非晶粉末时的合金成分设计有一定的意义。     

铜模吸铸与高能球磨制备Zr46Cu46Al8非晶合金的组织结构及晶化动力学研究

采用铜模吸铸法制备出直径3 mm的Zr₄₆Cu₄₆Al₈块体非晶合金, 利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体, 通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法, 研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果表明, 块体合金和粉体合金均可获得完全非晶结构; 块体非晶合金玻璃转变和晶化过程具有明显的动力学效应; 单因素变量法制备非晶粉体的最佳参数为: 转速300 r·min-1, 球料比30:1, 球磨时间15 h; 相同条件下, 除过冷液相区外, 块体非晶合金热力学参数普遍高于非晶粉体, 且晶化放热更剧烈; 随着加热速率增大, 二者热力学参数均向高温区移动, 过冷液相区的宽度也逐渐增加; 块体非晶合金和非晶粉体的特征温度表观激活能数值相近, 块体非晶态合金的表观激活能较非晶粉体高, 热稳定性更优。     

Structure and hot hardness of RuAl-based alloys produced by reactive sintering using hot isostatic pressing

The structure and hot hardness (at temperatures up to 1100°C) of RuAl-based powder alloys with 1–3 at % Ni, Mo, Re, or Ru are studied. The alloys are produced by the reactive sintering of cold-compacted bars and subsequent threefold isostatic pressing with intermediate annealing at 1500°C performed after the first hot isostatic pressing. The samples have a residual pore content of 1–2.5 vol % and are characterized by a micrononuniform distribution of base and alloying elements. The alloys with refractory metals, such as Re, Mo, or Ru, are found to have the maximum hardness at all temperatures under study. At low temperatures, the effect is more substantial; the hardness of the Re-containing alloys exceeds that of the other alloys by a factor of 1.3–3.6. The increase in the hardness related to solid-solution alloying becomes more substantial owing to the microinhomogeneity of the sintered powder alloys and weakens because of microporosity. Recommendations that allow the uniformity of the distribution of the base and alloying elements to be increased are given.     

含Fe低CoAB5型贮氢合金的性能与结构

得到综合电性能良好的低CoAB5型贮氢合金成分。本文对所设计的一系列含Fe低CoAB5型贮氢合金MmNi3．55Co0.75-xMn0.4Al0.3Fex（x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5）进行了相关性能与结构测试，同时分析了对低CoMmB5合金结构参数与电性能之间的关系进行详细分析与表征。     

钼合金粉末冶金研究进展

钼及其合金具有优异的高温力学性能,被广泛应用于冶金、机械、化工、航空和核工业等领域。粉末冶金是钼合金的主要制备方法。通过固溶强化、第二相强化、细晶强化等多种强化手段可以提高钼合金的力学性能,从而拓宽钼合金的应用范围。本文介绍了粉末冶金制备钼合金的研究进展,包括粉体制备方法、压制工艺及坯体烧结工艺等,讨论了钼合金的强韧化方法及其机理,并展望了粉末冶金法制备钼合金的发展方向,以期对钼合金的设计和制备提供一些思路。