烧结温度及热处理对注射成形4605低合金钢组织与性能的影响

以4605母合金粉末为原料,采用注射成形工艺,在1 320～1 380℃烧结温度下制备4605低合金钢,并采用3种不同工艺进行热处理,研究烧结温度及热处理工艺对合金钢显微组织与硬度、抗拉强度等性能的影响。结果表明:4605低合金钢的烧结密度随烧结温度升高而增大;其显微组织由板条状马氏体和多边形铁素体组成;合金钢的硬度和抗拉强度均随烧结温度升高而升高,在1 380℃下烧结的低合金钢,致密度达96.38%,抗拉强度为613 MPa;塑性随烧结温度升高先上升后下降,在1 360℃烧结的合金钢伸长率最大,达13.5%。烧结温度为1 380℃的合金钢,经过800℃保温0.5 h,油冷,然后在200℃保温2 h的热处理后,得到马氏体组织,抗拉强度和硬度最高,分别为708 MPa和78.8 HRA;烧结温度为1 360℃的合金钢,在800℃保温1 h,油冷,然后在600℃保温2 h的热处理后,得到回火索氏体组织,伸长率最大,达到18.76%。     

退火温度对轧制态钨合金组织及性能的影响

本文对变形态95WNiFe合金进行了退火试验研究,退火温度分别为800℃、1000℃、1200℃和1450℃.通过对显微组织、抗拉强度和伸长率的分析测试,对比了不同退火温度对合金组织及性能的影响.结果表明:在1200℃时,钨颗粒开始出现再结晶现象,合金的抗拉强度由轧制态的1215 MPa降低到1050 MPa,伸长率由3％升高到8％;当温度达到1450℃时,显微组织形貌与烧结态相似,合金的抗拉强度和伸长率已经接近烧结态的水平;通过不同温度退火试验研究,确定了轧制态合金的最佳退火温度为800～1100℃.     

烧结工艺对TA15粉末冶金钛合金组织与性能的影响

采用氢化脱氢TA15钛合金粉末为原料,通过模压成形与真空烧结及进一步热等静压(hot isostatic pressing,HIP)处理,制备TA15钛合金,对烧结合金及其热等静压后的组织形貌与拉伸性能进行分析与测试,研究成形压力及烧结温度对该合金组织与性能的影响。结果表明,随压制压力增大或烧结温度升高,烧结体的抗拉强度和伸长率都提高。热等静压后晶粒趋于球化,抗拉强度提升不明显,伸长率提升较显著。压制压力为700 MPa,烧结温度为1 300℃时,烧结合金的抗拉强度和伸长率都达到最大值,分别为1 050 MPa和2.81%。经HIP处理后合金的抗拉强度最高达到1 170 MPa,最大伸长率为5.6%。     

TiH_2粉末制备钛合金的组织与力学性能

以TiH_2粉末为原料,分别在1 100、1 150和1 200℃进行真空烧结,制备粉末冶金纯Ti以及Ti-6Al-4V与Ti-5Al-2.5Fe合金,研究烧结温度对合金密度、微观组织和力学性能的影响。结果表明:随烧结温度升高,钛和钛合金的密度均逐渐提高,拉伸性能明显提升。在1 200℃真空烧结后,纯Ti的相对密度达98.1%,抗拉强度和伸长率分别为501 MPa和11.3%;Ti-6Al-4V的相对密度为96.2%,抗拉强度和伸长率分别为968 MPa和8.1%;Ti-5Al-2.5Fe的相对密度为96.2%,抗拉强度和伸长率分别为867 MPa和6.7%。这3种材料的拉伸断口均出现大量韧窝,为韧性断裂的断口特征。以TiH_2粉末为原料制备的钛合金强度和伸长率均达到钛合金的标准性能要求。     

烧结温度对Fe-Cu-Mo-C合金组织和性能的影响

采用机械球磨混粉和真空烧结相结合的方法制备了Fe-Cu-Mo-C合金,研究了不同烧结温度对粉末冶金Fe-Cu-Mo-C合金材料的显微组织、密度、抗拉强度和摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着烧结温度由1 000℃升高到1 100℃,Fe-Cu-Mo-C合金烧结体组织孔隙数量减少、孔隙尺寸明显降低;当烧结温度提高到1 150℃时,烧结体组织中孔隙尺寸增大。随着烧结温度升高,烧结体的密度、硬度、抗拉强度和伸长率先增大后减小,磨损量先降低后升高。最佳烧结温度为1 100℃,此时烧结体的密度为6.90 g/cm3,抗拉强度为319 MPa,洛氏硬度为34.7 HRC,磨损量为0.087 g。     

烧结温度及Y2O3对9Cr-RAFM钢性能的影响

采用粉末冶金技术,以球磨-模压-真空烧结工艺制备2种9Cr-RAFM钢:以0.3%Y2O3(质量分数)为弥散相的ODS 9Cr铁基高温合金和不添加Y2O3的Non-ODS 9Cr铁基高温合金。研究烧结温度及Y2O3对RAFM钢的力学性能和微观组织的影响。研究结果表明:采用球磨-模压-真空烧结工艺制备的ODS合金的综合力学性能高于Non-ODS合金,并且在1 390℃烧结,保温2 h条件下制备的ODS合金具有最佳的综合力学性能(抗拉强度600 MPa,伸长率23.1%)。并对不同球磨时间的合金粉末进行XRD物相分析,用SEM及能谱分析技术研究Y2O3影响RAFM钢的微观组织成分和力学性能的机理。     

固溶时效工艺对TC4钛合金组织及性能的影响

采用冷等静压、真空烧结的方法制备TC4钛合金,研究了不同固溶温度和时效温度对TC4钛合金组织及性能的影响。结果表明:冷等静压、真空烧结的方法制备的TC4粉末钛合金的抗拉强度可达852MPa,伸长率为16%;随着固溶温度的提高,钛合金的抗拉强度提高,伸长率降低,而随着时效温度的提高,抗拉强度降低,伸长率提高。在960℃×30min固溶、470℃×4h时效时,合金的抗拉强度达到1078MPa,伸长率达到11%。     

连续流变挤压与热处理对6061合金线材组织性能的影响

为探索铝材短流程制备工艺,以及制备高性能的铝合金材料,采用连续流变挤压成形技术制备了直径为9.5 mm的6061合金线材,研究了实验工艺条件及热处理工艺对连续流变挤压成形制得的6061铝合金线材的微观组织和力学性能的影响。结果表明：连续流变挤压制备直径为9.5 mm的6061合金线材最佳浇注温度为720℃,最佳挤压速度为0.157 m·s^-1;当时效温度由160℃升至175℃时,6061合金线材的抗拉强度由270.14 MPa升至274.11 MPa,断后伸长率由18.02%降至16.32%;时效温度继续升至190℃时,抗拉强度由274.11 MPa降至265.12 MPa,断后伸长率由16.32%降至13.16%;连续流变挤压制备的6061合金在535℃固溶3 h,175℃时效4 h后,与时效温度160和190℃相比抗拉强度最高,为274.11 MPa,断后伸长率为16.32%,与一般工业用铝及铝合金挤压型材标准下T6态6061合金线材相比,抗拉强度提高5.43%,断后伸长率提高104%。     

放电等离子烧结制备的细晶铁基材料及其力学性能

采用高能球磨和放电等离子烧结,制备细晶Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C块体材料,在不同温度下对烧结试样进行回火处理,研究烧结温度和回火温度对该合金组织、硬度和横向断裂强度的影响。结果表明:烧结温度对合金密度和硬度影响不大,经650～800℃烧结可得到近乎全致密的铁基合金,相对密度达98%～99%,组织为马氏体、贝氏体、珠光体和残余奥氏体的混合组织,硬度为59～61 HRC。在650℃下烧结时横向断裂强度为2 260 MPa;烧结试样在400～600℃回火4 h,随着回火温度升高,初始烧结组织逐渐向球状珠光体转变,使得合金的硬度逐渐降低,横向断裂强度逐渐升高。经650℃放电等离子烧结和500℃回火热处理后的铁基合金的横向断裂强度最高达3 325 MPa,硬度大于51 HRC。     

石墨烯/Ti60复合材料组织与力学性能研究

石墨烯与Ti60合金粉末经过球磨混合后，采用放电等离子烧结法(SPS)制备出石墨烯/Ti60复合材料，并在900℃对其进行热轧加工。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、金相显微镜和万能试验机对烧结态与轧制态Ti60合金、石墨烯/Ti60复合材料的微观组织和力学性能进行分析。结果表明：添加质量分数为0.1%的石墨烯能够减小复合材料原始β相尺寸，增大α相尺寸。经热轧加工后，石墨烯/Ti60复合材料在室温、600℃和700℃的抗拉强度分别为1353.0、746.6和391.7 MPa,相比Ti60合金分别提高了9.24%、9.46%和2.99%。     

碳含量及烧结温度对MIM 4340合金钢组织及力学性能的影响

采用注射成形工艺制备4340低合金钢,研究碳含量与烧结温度及热处理工艺对合金钢显微组织和力学性能的影响。结果表明:通过添加德国巴斯夫还原型羰基铁粉(CN)及改进型羰基铁粉(OM)的方式,分别配制不同碳含量的混合粉末,并经1 280～1 320℃保温2 h烧结后,质量分数为0.50%碳含量的样品最接近标准碳含量。烧结密度随碳含量的升高先减小后增大,随烧结温度升高而增大。烧结态显微组织由铁素体(α-Fe)、珠光体(铁素体+渗碳体Fe_3C)和贝氏体组成,抗拉强度和伸长率为762.16～1 032.03 MPa和5.25%～8.62%。0.50%碳含量、1 300℃烧结态4340合金钢样品经850℃保温0.5 h油冷及400℃保温2 h回火热处理后得到最佳力学性能,抗拉强度和伸长率达到1 510.24 MPa和4.30%,硬度为40.0 HRC。     

喷射成形7055铝合金锻件的高温力学性能

对喷射成形7055铝合金挤压棒材进行自由锻造及T74热处理(450℃/3 h+475℃/3 h固溶,120℃/8h+160℃/24 h时效),然后分别在室温下、以及加热到100,125,150,175和200℃下保温30 min后进行拉伸试验,待试样冷却到室温后,测定其电导率,观察其金相组织与拉伸断口形貌,研究7055铝合金锻件的室温与高温力学性能以及温度对合金组织的影响。结果表明,热处理后的7055铝合金锻件组织均匀、晶粒细小,并且具有较好的高温稳定性。合金的室温抗拉强度和屈服强度分别为632 MPa和607 MPa,伸长率为14.5%。随温度从100℃升高到150℃,合金电导率基本不变,合金的强度小幅下降;当加热温度从150℃升高到200℃时,电导率显著降低,强度大幅下降。合金的伸长率随温度升高而提高。在200℃下合金的抗拉强度和屈服强度分别为349MPa和335 MPa,伸长率为20%。在100~200℃温度范围内表现出塑韧性断裂特征。     

喷射成形2124铝合金的热轧致密化与力学性能

采用喷射成形方法制备2124铝合金坯,探索其热轧致密化工艺,并研究热轧变形量和变形温度对材料显微组织和力学性能的影响。结果表明,材料最佳的热轧温度为450℃,在该温度下热轧可以保持喷射成形工艺制备的2124铝合金获得细小晶粒组织的优势,且轧件可以获得较佳的力学性能。热轧过程中,当总变形量小于30%时,材料的致密化速度较快;当总变形量达到40%时,材料基本完成致密化。当热轧温度为450℃,变形量为80%时,喷射成形+轧制后材料的拉伸性能高于铸造+轧制的材料。对喷射成形+热轧材料进行T6处理,材料强度可较大提高,抗拉强度达到502.2MPa,伸长率为12.23%。     

烧结温度与时效工艺对Cu@Fe复合粉末制备Cu-Fe合金组织与性能的影响

采用化学镀铜法制备Cu包覆Fe的50Cu@50Fe复合粉末,粉末经过模压成形和850～1 050℃氢气气氛烧结,得到50Cu-50Fe合金,然后对合金进行冷轧变形和固溶及时效热处理,研究烧结温度以及时效温度和时效时间对50Cu-50Fe合金组织、抗拉强度及电导率的影响。结果表明,用50Cu@50Fe复合粉末制备的Cu-Fe合金组织均匀,合金的相对密度和抗拉强度随烧结温度升高而提高。在1 050℃烧结1 h的50Cu-50Fe合金相对密度达到95.5%,抗拉强度为392 MPa。烧结态合金经冷轧变形和固溶处理,相对密度提升到99.4%,抗拉强度为422MPa,电导率为18.11IACS%。再经过450℃时效4h后,Cu基体中析出大量弥散分布的球形富Fe相颗粒,合金的抗拉强度达到492 MPa,电导率为39.11IACS%。当时效温度高于450℃时,富Fe相颗粒在Cu基体的晶界处聚集长大,导致50Cu-50Fe合金力学性能降低。经过550℃/4 h时效后,50Cu-50Fe合金的抗拉强度为422 MPa,电导率为45.22 IACS%。     

热轧终轧温度对形变时效状态QBe2合金薄板性能的影响

通过对QBe2合金薄板的力学及物理性能进行测试,结合其不同热处理状态下的扫描电镜组织,研究了热轧终轧温度对形变时效状态QBe2合金薄板性能的影响.结果表明:热轧终轧温度在540~630℃范围内,较低终轧温度(540℃)的QBe2合金薄板经过形变时效热处理后显微组织中β相含量较高,并且析出物沿晶界局部脱溶的现象更为严重.热轧终轧温度从540℃升高到630℃,形变时效态下QBe2合金薄板的强度提高80~90 MPa,伸长率提高1.2%,弹性模量提高近10 GPa,导电率降低1.8%.造成不同热轧终轧温度的形变时效状态QBe2合金薄板性能不同的主要原因是显微组织中β相含量不同.     

超固相线液相烧结GH4049粉末合金

采用超固相线液相烧结方法制备了GH4049粉末合金,研究了合金的致密化机理、热处理对合金组织和力学性能的影响以及Y2O3对合金的强化作用.结果表明:在1 350 ℃真空烧结120 min可以制备出相对密度为99.2%的GH4049粉末合金,合金的烧结致密化机理为颗粒重排与粘性流动.经热处理后,GH4049粉末合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1 113 MPa、760 MPa和13%,接近变形GH4049合金;晶内析出了约200 nm的方形大γ'相和40 nm左右的球形γ'相,平均晶粒大小在80 μm以下.加入质量分数为0.05%的纳米级Y2O3后,改善了合金的抗应力松弛性能.     

粉末冶金马氏体-奥氏体复合钢的组织与性能研究

近年来，汽车、建筑等领域对高强度-高塑性金属材料的需求日益增长，为了获得高强度-高塑性的金属材料，粉末冶金技术发挥着越来越重要的作用。通过放电等离子烧结技术（SPS）烧结质量比为2:1的马氏体钢和奥氏体钢混合金属粉末，复合钢的奥氏体相均匀分布于马氏体相当中，试样致密度高达95.5%，并通过后续的热轧处理，提高复合钢的烧结质量，致密度提高至98.9%。热轧后复合钢的屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率和总伸长率分别为960 MPa、1 529 MPa、6.7%和6.7%。在热轧的基础上引入冷轧+短时间高温回火处理，粉末冶金复合钢性能进一步提高。其中冷轧30%/500℃回火5 min的复合钢，屈服强度、抗拉强度、均匀伸长率和总伸长率分别为1 899 MPa、1 964 MPa、9.2%和10.0%。     

轧制变形对93WNiCu合金微观结构和力学性能的影响

选用93WNiCu高比重合金,采用冷轧的方法对其进行轧制变形处理,变形量分别为5%、10%、15%、20%,通过对变形前后材料内部组织结构的观测,分析了材料内部轧制变形机理,并对变形前后的材料进行力学性能测试,对比分析轧制变形对93WNiCu合金性能的影响。结果表明:93WNiCu合金材料经过轧制变形后内部钨颗粒呈条带状,粘结相均匀分布在钨颗粒之间;轧制变形可有效地提高合金的抗拉强度,20%变形量的轧制变形就可使材料的室温抗拉强度由烧结态的900 MPa提高到1 270 MPa,延伸率由7.6%降低到4%;通过金相以及拉伸断口显微观测,分析了93WNiCu轧制变形强化机理。     

固相烧结低钨含量W-Ni-Fe合金的微观结构与力学性能

采用固相烧结工艺(1 300℃保温1 h)制备低钨含量(质量分数为60%~80%)的W-Ni-Fe合金,测定合金的抗拉强度、抗压强度和伸长率,利用金相显微镜观察合金的显微组织,并通过扫描电镜(SEM)观察合金断口形貌,研究钨含量对固相烧结W-Ni-Fe合金力学性能与微观结构的影响。结果表明:随钨含量降低,合金的孔隙率和平均孔径减小,抗拉强度增大,伸长率显著提高,抗压强度变化不大。W含量为60%~80%的W-Ni-Fe合金,其孔隙率为17.8%~21.4%,抗拉强度为231~262 MPa,抗压强度2 450~2 550 MPa,伸长率为0.3%~2.3%,压拉比为9.45~11.04,都能满足易碎型穿甲弹弹芯材料的性能要求。     

烧结温度对SPS制备TA15钛合金组织与拉伸性能的影响

利用放电等离子烧结法(SPS)制备TA15钛合金试样,并采用扫描电子显微镜、自动转塔显微硬度计和电子万能试验机研究烧结温度对合金显微组织、硬度与力学性能的影响。结果表明,烧结温度对TA15钛合金微观组织具有显著影响,当烧结温度在900℃以上时,TA15钛合金由等轴组织转变为魏氏组织,且原始β相尺寸增大,魏氏组织中片层间距更加细密。在烧结温度850℃、烧结时间5 min、烧结压力40 MPa条件下,TA15钛合金具有最佳的力学性能,室温抗拉强度和屈服强度分别为1032.15、943.39 MPa,延伸率为17.72%。