钛合金快速结晶粉的爆炸致密化

用粉末制造制品的传统工艺是热等静压+挤压或轧制。热等静压是一个长时间的工序 ,需要有高能装置 ,会导致原始粉末晶粒明显长大 ,降低材料的机械性能和使用性能。采用烈性炸药进行致密化 ,是可以甩掉热等静压工序的一种方法。这种方法具有一系列优点 :工艺过程时间短 ( 1 0 - 5s～ 1 0 - 8s) ,可获得近似于理论密度的压块。粉末爆炸加工可形成精细结晶组织 :破碎晶粒 ,产生极大的弹性应力。与此同时 ,粉末爆炸压制制取的材料 ,很难发生再结晶过程 ,从提高热强性的观点看这是很重要的。爆炸压制使用了 BT1及 BT9合金、 Ti-Al- Nb- V系热…     

热等静压参数对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金组织与力学性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末,并对预合金粉末进行表征.研究了热等静压参数对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金显微组织和力学性能的影响.结果表明,热等静压温度和压力的升高有助于提升粉末合金的致密度,当粉末合金的致密度大于99.5%时,粉末合金的力学性能可以达到锻造合金的水平.综合考虑粉末合金的致密度、显微组织和力学性能,Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末优选的热等静压工艺成型窗口为温度890~940℃,压力120 MPa以上,保温保压3 h.包套对热等静压压力有屏蔽作用,设计不当会降低粉末压坯的致密度.通过优化包套设计、热等静压参数和工艺途径可以有效抑制包套的屏蔽作用,提升粉末合金的致密度.     

铝青铜基粉末冶金摩擦材料压制工艺研究

采用实验研究的方法分析不同工艺条件,包括粉末混和、压制压力、压制方法、复压、热复压等对铝青铜基粉末冶金摩擦材料压坯性能的影响.结果表明,压制压力和润滑条件是影响压坯密度的关键因素:双向压制所得压坯质量优于单向压制;提高压制温度有利于提高压坯密度;复压工艺可有效提高压坯的密度和烧结质量.     

热等静压淬火法——一种热处理方法

1 高压氩气的应用 50年代在俄亥俄州哥仑布的巴特尔首先提出气体压力粘结工艺,现在被称为热等静压法。氦气被作为施压用气,而关于氦的潜在的对流传热价值却知之甚少。令人感兴趣的是,60年代一些巴特尔的工程师由于对流气流对容器的热损失过多,而称其为炉内“飓风”,随着对时     

钛合金粉末在热等静压过程中的塑性变形规律性

粉末材料的热等静压过程在一系列成形工艺中占有特殊地位，这是因为粉末材料的压缩与变形是靠均匀的外界压力实现的，而不是靠通常的要移动工作器具来实现． 如果在大多数典型的金属压力加工过程中决定变形抗力大小的仅仅是受力条件，那么在热等静压时决定它的既有最终热力参数的加荷轨迹，也有材料在压缩与变形下的流变力学． 在粉末材料热等静压过程中金属加工的主要任务是：把粉末材料压缩至无孔状态；使被压材料形成给定的粒度与相组织；制取给定形状与尺寸的零件或压坯． 在此，工艺操作的主要因素有：热等静压工艺参数（压力、温度、…     

钨合金粉末和烧结材料的热等静压工艺技术

针对93W-Ni-Fe材料研究钨重合金(WHA)粉末和烧结材料的热等静压(hot isostatic pressing,HIP)强化工艺,在不同的工艺下进行热等静压实验。结果表明,经热等静压强化处理后,93W-Ni-Fe试验件进一步致密化,相对密度和硬度显著提高,分散度明显减小,且其延性保持在较高水平;提高温度和压力都能在一定程度上提高材料的强度及延伸率和断面收缩率,但温度的提高对强化的影响更明显。对两种工艺进行对比,发现钨合金粉末材料的直接热等静压成形试件的性能指标远小于烧结棒材,可通过提高温度得到一定程度的提高,但最优温度压力参数还需探索。     

热等静压—现代生产工具

热等静压直到五十年代中期,通常被作为气体压焊,而现在已不再局限于实验室工作,而成为一个成熟的生产工艺。B.普弗菲尔在50年代开始作为一种研究方法用于固结材料,特别是核燃料元件的热等静压,已发展成能用粉末生产3000磅(1363公斤)锭的工艺。     

热等静压温度对Tc_4合金的抗张强度与塑性的影响

本文研究了热等静压温度对Tc_4合金抗张强度与塑性的影响。用H/DH粉末为原料,经850℃、950℃、1050℃热等静压后,测定了它们的抗张强度、延伸率和断面收缩率,进行了组织观察和相分析。结果表明,950℃是H/DH粉末最佳的热等静压温度,在这个温度下压制的样品,具有等轴的α+β组织,可以得到较高的强度和最佳的塑性。     

扩散连接件宏观变形的防止原理及其改进方案

连接温度限制的条件下,压力是影响扩散连接的最主要参数,为保证扩散连接的快速进行,通常需要较大的连接压力,焊件的宏观变形就成为扩散连接的主要问题。通过降低压力或均匀受压是解决宏观变形问题的主要方法,从而发展改进了瞬时液相扩散连接和热等静压扩散连接。瞬时液相扩散连接可以在较低的压力下实现快速焊接从而保证焊件不变形;热等静压扩散连接的均匀施压过程则可以在较大的压力保证焊接不变形的条件下实现连接。     

φ175特大顶锤解剖分析及试样热等静压工艺研究

对市售的大尺寸硬质合金顶锤进行解剖,观察和分析了试样的显微结构和性能。实验表明解剖的低压烧结顶锤的显微组织均匀性较差,力学性能不稳定。对顶锤解剖试样在不同温度下进行了热等静压处理,结果表明,接近低压烧结温度的热等静压处理会恶化材料的性能,而随着处理温度的降低,材料的横向断裂强度逐渐增加,1 340℃处理后的强度超过原来顶锤的强度,提高率10%以上,而硬度值变化很小,材料显微结构中硬质相和粘结相分布趋于均匀。合适的热等静压处理工艺有利于顶锤性能的提高,从而延长顶锤的使用寿命。     

新型高强韧钛合金的粉末热等静压规律研究

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(EIGA)制备出一种钛基预合金粉末,然后用粉末冶金热等静压技术(PM-HIP)进行成形,研究了热等静压温度对该粉末冶金钛合金性能的影响。结果表明,采用气体雾化制粉工艺能够制备出满足要求的洁净预合金粉末,其相变点为883℃。热等静压温度在β相变点以下,制备的高强韧钛合金呈α+β双态组织,拉伸强度和冲击性能与热等静压温度成正相关。热等静压温度高于β相变点,组织中形成大尺寸的晶粒,α相衍射峰增强,为针状分布,合金性能略有下降。采用粉末热等静压技术制备的新型α+β两相钛合金具有高强高韧的特点,热处理能够提高合金的冲击性能。     

粉末冶金Ta合金中的隐性胞状结构

采用Ta-W-Hf预合金化粉末通过冷等静压成型、热等静压和高温退火工艺制备了Ta—W-Hf合金块材，讨论了热等静压和后续的高温退火处理对合金性能的影响。发现在低的热等静压温度下，材料具有较高的强度和硬度，但塑性较低；提高热等静压温度或进行高温退火处理，可以大幅度提高拉伸延伸率和断面收缩率，同时伴随着强度的降低。分析表明，产生这种现象的主要原因是合金中的氧元素在原料颗粒中分布不均匀，并保留在热等静压成形后的块体材料中，形成了一个无相变的隐性硬壳的胞状结构。高温退火处理可以消除这种结构。     

纳米晶高强度铝合金的低温冷轧

采取液氮低温冷轧加工制得的纳米晶铝合金板材，其晶粒尺寸为100至400nm，并且由于在基体中弥散有极细的氮化物颗粒而使得其纳米晶粒得以热稳定化。这种纳米晶铝合金板材具有较高的刚度和强度。将混合均匀的粉末配料经过热等静压固结，固结压坯经热轧、冷轧可制成板材或箔材。这种材料适用于作为轻型结构装甲板、高比强度铆接件、水下船只的壳体材料以及火箭发动机的各种零部件等。     

TC11钛合金粉末涡轮盘热等静压成形数值模拟研究

为了成形复杂结构的涡轮盘零件,采用粉末热等静压工艺(HIP),设计了粉末净成形和粉-固扩散连接成形两种方案,使用MSC.MARC软件,在Shima模型中嵌入TC11钛合金材料参数进行数值模拟研究。模拟结果显示:粉末净成形的模具变形是粉-固扩散连接成形的2倍左右;粉末净成形的粉末体在热等静压后,关键部位出现明显的密度梯度分布,相对密度较低,粉-固扩散连接成形的相对密度分布的均匀性优于粉末净成形,所以粉-固扩散连接成形方案优于粉末净成形方案。试验结果显示:热等静压工艺可以实现闭式涡轮盘的净成形。     

塑性加工方法在粉末高温合金中的探索研究

采用塑性加工方法,本文初步探索了预变形对PREP高温合金粉末及热等静压后合金显微组织的影响.结果表明,粉末预变形可以促进热处理后粉末组织的均匀化,并可降低合金的再结晶温度,改善合金组织,消除部分枝晶,对提高粉末的利用率及降低粉末高温合金盘件的成本具有较大的实际意义.     

Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B合金板材的制备及其拉伸性能

采用感应熔炼气体雾化法制备Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.2W-0.15B预合金粉末,对预合金粉末进行表征,通过热等静压工艺制备TiAl基合金坯料.应用包套叠轧的方法轧制出TiAl基合金板材,对轧制的TiAl基合金板材进行不同相区的热处理,分别得到双态组织和全片层组织,对热处理后的TiAl基合金进行拉伸性能测试.结果表明:TiAl基合金的预合金粉末主要由α2相和少量γ相组成,热等静压致密化处理后的板坯组织细小均匀.拉伸实验表明,双态和全片层组织的TiAl基合金板材在高于700 ℃时,其塑性大幅提高;双态组织TiAl基合金板材的断裂形式主要以韧性断裂为主,而全片层TiAl基合金板材的断裂形式仍为脆性断裂.     

用热等静压法连接难熔金属

热等静压是一种使材料在高温下(例如1500℃)经受气体高压(例如2000个大气压)处理的方法,主要用于粉末压制,使多孔材料(烧结件或铸件)致密化;或者焊合裂纹和缩孔等材料缺陷。热等静压也能用作连接技术。在连接Mo、Cr和W等难以焊接的材料时,它显示出特殊的优点。由于这是一种扩散焊接技术,所以通过同时采用高压(达到2000个大气压)和中等温度(0.3—0.7T熔),便可避免焊接区内的再结晶。可以把热等静压连接看作是一种代替爆炸连接的特别实用的方法。这种方法的优点:一是材料无需有塑性(爆炸连接的材料至少应有5%的延伸率);二是可以大面积连接钼等对应变速度非常敏感的材料。除了难熔金属Mo、Cr,W和Re等组合件之外,还成功地制成了钼一康塔尔铁铬铝电阻合金和钼一因科镍601合金连接件。在这种方法中,人们把钼的高温强度与Fe—Cr和Ni—Cr合金的耐蚀性结合起来了。     

热等静压温度和粒度对粉末冶金TiAl合金组织和性能的影响

采用电极感应熔炼气雾化（EIGA）制粉和热等静压（HIP）固结成形制备Ti-43Al-9V-0.3Y合金。研究了热等静压温度和粉末粒度对TiAl合金显微组织和力学性能的影响。采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、定量金相（OM）、质谱仪（MS）对样品进行了分析表征。结果表明,TiAl合金粉末主要相组成为β/B2相,经热等静压固结成形后合金主要由γ和β/B2相组成,此外两种状态的合金中都含有少量YAl2和Y2O3相。TiAl合金在1000℃～1260℃范围150MPa、3h条件下热等静压,组织均为近γ组织,随着温度的升高,γ相尺寸增大,室温和700℃拉伸强度有一定的降低,但伸长率显著升高。在0～250μm范围,粉末粒径越小,空心粉含量和Ar含量越低。将同炉3个粒度段（<53μm、53～105μm、105～250μm）的TiAl合金粉末分别经1200℃/150MPa/3h热等静压固结成形,合金显微组织和拉伸强度随粒度变化不明显,但合金高温拉伸伸长率随粉末粒度的减小而升高。     

Ti—5Al—2.5Sn粉末颗粒界面在热等静压过程中的变化

采用等离子旋转电极（ＰＲＥＰ）Ｔｉ－５Ａｌ－２．５Ｓｎ粉末,经过热等静压（ＨＩＰ）工艺研究原始粉末界面在热等静压致密化过程中的变化。研究结果表明：由于原始粉末颗粒界面存在成分偏析、氧化和杂质元素富集等,在致密化过程中粉末颗粒界面经历了变形、破裂、偏聚和均匀化等一系列复杂的变化过程。同时这些界面物质的存在使得材料的粉末颗粒界面结合力变差。为了避免它对材料最终性能的影响,合理地提高热等静压温度和延长保     

热处理和热形变对Al-Cu粉末冶金复合材料性能的影响

汽车制造业的发展要求具有能保证令人满意的机械性能和使用性能的轻型制造材料。Al就是这样一种材料,虽然它的硬度和耐磨性低,但经过弥散强化和硬质陶瓷强化的Al基复合材料,完全能满足新材料的要求。 本文介绍了将金属粉末压制件通过闭合模热锻造生产Al-Cu复合材料的问题。此项研究的目的在于评价热形变对以喷雾铝粉末和电解铜粉末制成的Al-5.5％Cu复合材料之最终密度和机械性能的影响。 经闭合模热锻造的压制材料获得很高的密度。经热处理和时效后评定材料的机械性能,证明热处理条件对机械性能有重要影响。 热处理后对材料进行金相分析。经过高温变形后,材料中可观察到沉淀相,热处理后其尺寸减小。断裂是穿晶的延性断裂。这证明成型压块的高温变形使我们得以:(1)可获得高密度产品;(2)应用孔积率为20％～30％的半成品(可通过采用较低单位压力压制而获得),这将对工具寿命产生影响;(3)将这种粉末制复合材料应用于结构零件;(4)免除了昂贵的热等静压处理过程。