Ti6Al4V粉末及其制品的研究进展

采用粉末冶金方法生产钛合金制品,材料的利用率几乎可达100%,而且产品性能好,是低成本制造高质量钛合金零部件的重要途径。综述了国内外Ti6Al4V粉末及其粉末冶金制品的制备技术及应用概况,指出低氧球形高质量粉末的制备是钛合金粉末的发展方向,气体雾化是制备优质钛合金粉末的主要工业化生产方法,介绍了传统的粉末冶金方法及近年来新开发的粉末冶金新技术的应用情况。制备工艺的改善,加上民用领域产品需求量的大幅度增加,势必极大程度地推动粉末冶金Ti6Al4V的研究与应用。     

钛合金在航天飞行器上的应用和发展

主要介绍了高强韧钛合金、高温钛合金、低温钛合金和铸造钛合金及钛合金的先进成形技术在航天飞行器上的应用,指出了钛合金发展现状和趋势。其中对粉末冶金技术和超塑成形/扩散连接(SPF/DB)技术做了较详细的介绍。重点介绍了美国和俄罗斯的粉末冶金技术发展现状和我国粉末钛合金技术在多种型号产品研制中的应用情况。同时指出超塑成形/扩散连接新技术为克服钛合金成形昂贵又难以加工而受到限制的问题提供了新途径。     

钛粉末及其粉末冶金制品的发展现状

简要介绍了钛粉末的不同制备技术及特点。详述了钛粉末冶金制品的主要成形技术和产品的生产现状和趋势。对近年来研究和产业领域都很关注的球形钛粉末的制备技术进行了概括,指出适合工业化推广应用的技术发展方向。并对钛粉末冶金制品新的制备技术及其在汽车工业、医疗及生物等方面的应用研究作了总结。最后针对国内粉末冶金钛合金的市场发展和需求,讨论分析了国内钛粉末及其粉末冶金制品的研究热点、新的应用领域及今后所需解决的问题。     

船用钛合金及钛合金粉末冶金技术

本文介绍了钛合金在舰船行业的应用现状和钛合金的几种制备方法,并重点介绍了钛合金粉末冶金技术及钛合金粉末冶金工艺现阶段面临的主要困难。     

粉末钛合金热等静压近净成形技术及发展现状

粉末钛合金热等静压(HIP)近净成形技术作为一种理想的钛合金构件制备工艺之一,可以通过整体近净成形产品来提高材料利用率,降低钛合金产品的生产成本和生产周期,因此越来越受到武器装备等军工领域的关注。自该工艺出现以来,材料学者从原材料粉末的制备、包套设计、近净成形过程到材料的后处理都做了系统的研究,以了解该工艺的技术原理和材料性能影响因素,进而获得更高性能的产品,并进一步降低生产成本。研究表明,原材料粉末和包套设计是影响粉末钛合金近净成形产品质量和成本最重要的两个因素。球形度高、流动性好的钛合金粉末具有好的填充性和高的松装密度,能增加产品的成形精度。与此同时,作为控制粉末冶金制品中组织结构、孔洞和杂质元素的关键因素,高质量钛合金粉末的使用还可以获得力学性能更加优异的产品,但此种粉末的价格较高,增加了粉末冶金的生产成本,所以高质量、低成本钛合金粉末的制备是钛合金粉末冶金未来发展的重要方向之一。包套作为钛合金HIP近净成形技术的主要成本构成之一,合适的材料选择和结构设计既可以提高产品的成形精度又可以改善产品的表面质量,而通过计算机仿真模拟技术来设计包套和模拟近净成形过程,可以进一步提高成形精度和降低构件的研发成本,因此计算机仿真模拟是钛合金HIP近净成形未来发展的重点。通过选择合适的原材料粉末、设计合理的成形包套以及精确控制的成形过程,目前HIP近净成形获得的钛合金构件显示出与锻件相当的力学性能,而成本相对铸锻件节约了1/3以上。近年来,粉末钛合金热等静压近净成形技术在国外的航空航天等军工领域都已经得到了广泛的应用,并显现出理想的减重和降低成本的效果;国内则主要以航天领域的应用为主,而对其疲劳性能的质疑是限制其在国内航空领域广泛应用的主要原因。本文对粉末钛合金HIP近净成形技术进行了全面综述,对工艺过程中的影响因素,粉末致密化过程、力学性能及其影响因素等分别进行了阐述,同时介绍了计算机仿真模拟技术在粉末钛合金HIP近净成形技术上的应用。最后对该技术在国内外的应用情况进行了简要总结,并展望了该技术未来的发展趋势。     

金属钛粉的制备工艺

钛粉作为钛粉末冶金的主要原料,其品质及生产成本限制了钛及钛合金粉末冶金的发展.综述了机械合金化法、氢化脱氢法(HDH)、雾化法、金属热还原法、熔盐电解法制备钛粉的基本原理和工艺现状.新兴的生产技术有望降低钛粉生产成本,从而推动钛及钛合金粉末冶金的发展,扩大其应用范围.     

钛及钛合金粉末的制备现状

钛及钛合金具有优良的综合力学性能,在航空航天、航海、化工等领域得到日益广泛的应用.用粉末冶金法制造零部件,材料的利用率几乎可以达到100%,是降低钛及钛合金零部件生产成本的重要途径.本文评述了钛及钛合金粉末的制备技术及其现状,指出HDH钛粉和雾化钛粉是当今工业中主要应用的钛粉.伴随着钛粉末制备技术的成熟与发展,还原法直接生产钛粉和新兴的TiO2熔盐电解法生产钛粉,将成为制备低成本、高性能钛粉新的工业生产方法,是降低钛粉末冶金零部件成本的新的发展方向.元素混合法制备钛合金粉,因其较预合金化法成本低廉,工艺成熟,且性能优越,必将成为钛合金粉的主要生产方法.     

粉末钛合金锻造技术研究进展

粉末钛合金锻造是将粉末冶金与精密锻造相结合而发展的一种近净成形工艺,在获得完全致密、高性能粉末钛合金构件方面具有广阔的应用前景。介绍了粉末钛合金锻造技术在改善粉末钛合金的组织和性能、高性能低成本粉末钛合金、医用钛合金、金属间化合物、钛基复合材料等方面的应用情况,分析了粉末钛合金锻造技术促进粉末钛合金运用和发展所取得的技术进步。     

氢化钛粉制备钛及钛合金材料研究进展

综述了采用氢化钛粉制备钛及钛合金材料的历史及现状,报道了以氢化钛粉为原料制备医用钛材料的研究进展,并将其性能与锻造钛合金做了对比。指出采用该粉末冶金技术制备钛及钛合金性能满足应用要求,并具有工艺短、能耗低、成材率高、设备投入小的特点,能使生产成本得到控制,适用于制造批量小、品种规格多的医用钛产品。最后,分析了氢化钛粉制备钛及钛合金中存在的问题,并展望了其未来发展方向。     

粉末冶金钛合金新技术

钛及钛合金因具有优良的综合性能,在军工、民用等领域已得到日益广泛的应用.采用粉末冶金方法生产钛制品不仅成本低,而且产品性能好,因而粉末冶金方法是低成本制备高质量钛合金件的实用技术.介绍了近年来开发的几种制备钛及钛合金件的粉末冶金新技术及其应用状况.     

Investigation into the microstructure and mechanical properties of diffusion bonded TiAl alloys

TiAl alloys are potential candidates for replacing conventional Ti-alloys in gas turbine applications in the relatively lower temperature sections, owing to their low density and excellent high temperature properties. However, their intolerable ambient temperature brittleness hinders their use in such applications. Recently, TiAl alloys with some room temperature ductility were developed through alloy development programmes using special production routes such as powder metallurgy. However, the room temperature brittleness of these alloys could not be overcome. Sound joining of these alloys is a fundamental prerequisite for their successful integration into high temperature aerospace applications. It has been well demonstrated that diffusion bonding, a commonly used joining technology in conventional Ti-alloys, can successfully be used in joining of TiAl alloys both in as-cast or special-rolled conditions. In this study, diffusion bondability of a recently developed C containing TiAl alloy with a duplex microstructure using bonding parameters in the range of commercially available equipments was studied. Microstructural investigations in the joint area of the bonds were conducted to observe the presence of any weld defect. Additionally, the mechanical behaviour of the bonds was determined by shear testing to find out the optimum bonding parameters. Furthermore, the effect of post-bond heat treatment on the mechanical properties was investigated.     

粉末短流程成形固结技术的研究及展望

针对粉末冶金行业最新发展的几种短流程成形固结新技术,结合华南理工大学近十多年来在粉末材料-工艺-装备-零件一体化方面开展的研究,重点阐述了粉末冶金温压成形、高速压制成形、喷射成形、多场作用下粉末成形与烧结一体化技术的研究进展及应用情况。指出在粉末冶金成形固结研究领域,合理拓展现有粉末冶金技术规范的空间,有望给传统粉末冶金成形固结技术注入新的活力。粉末冶金成形固结新技术的不断出现,必将促进先进制造业和高技术产业的快速发展,也必将给材料工程和制造业带来更加光明的前景。     

AgSnO2电触点材料制备方法进展

综合评价了AgSnO2电触点材料的制备方法,对比分析了粉末冶金法、合金内氧化法、预氧化合金粉末法和反应合成法等几种制备方法的优缺点,简要介绍了AgSnO2电触点材料的应用进展及国内外差距,并展望了AgSnO2电触点材料的发展趋势.     

近5年中国典型新型钛合金研究与发展(英文)

钛及钛合金因其优异的综合性能得到广泛的应用,为满足市场的要求及科技发展,新型钛合金研究受到高度重视。近5年中国创新研制的钛合金得到长足发展,研究规模扩大,合金品种逐步完善,基本满足了用户的需求。文章简要评述了近5年国内典型新型钛合金的发展及新型超高强钛合金的定量设计,以期为钛合金的发展及批量生产提供技术支撑。     

Investigation on the Fe-based PM materials reinforced by In Situ synthesized TiC particulates

Atomized iron powder, carbonyl nickel powder, molybdenum powder, electrolytic copper powder, titanium powder and graphite powder were used as experimental materials; the titanium and graphite powders were added by an atomic ratio of Ti/C = 1:1 (the addition of Ti was 0 ～ 4 wt%) to Fe-2Ni-0.5Mo-2Cu-0.3C powder, and the iron-based powder metallurgy materials reinforced by in situ-synthesized TiC particulates were prepared by a powder metallurgy technique. The results show that the microstructures of sintered samples are mainly pearlite, ferrite and bainite. The amount of pearlite increases with the increase of Ti content, whereas the ferrite and bainite decrease. TiC particles sized 0.3 µm distribute mainly near the grain boundary of pearlite. The apparent hardness of sintered samples increases, while the sintered density and flexural strength decrease with the increase of Ti content. The fracture morphology of the sintered materials is brittle type.     

Neuere Entwicklungen in der Pulvermetallurgie

New Developments in Powder Metallurgy. The new development in powder metallurgy is discussed with special emphasis of technological aspects. The most important meetings held during the last years as well as some other literature have been considered. After introductory paragraphes the basic technologies and then the materials itselves are discussed. The limits to the field of ceramics are fixed by involving metallic hard compounds (carbides), but leaving out nonmetallic materials. Also compound materials with metallic components are considered. In the following paragraph on basic investigations some approaches with importance for further technological development are focussed. The competition with other technological processes, opening of new groups of materials for powder metallurgy, new technological processes, new fields of application, successes and sometimes failures make considerable dynamics in this field.     

Aluminium powder metallurgy technology for high-strength applications

A literature survey of aluminium powder metallurgy (PM) for high-strength applications was undertaken. Improvements in aluminium—base alloys made via ingot metallurgy (IM) are reaching the point of diminishing returns. PM offers an alternative technology, capable of producing alloys having improved fatigue, corrosion, and stress-corrosion resistance, as well as improved strength and toughness at room or elevated temperatures. The steps involved in powder metallurgy: powder manufacture, powder processing, de-gassing, and consolidation, are described. The merits and deficiencies of the various processes for each step are compared. The key to successful application of Al powder metallurgy alloys appears to be the de-gassing and consolidation of the powder. The properties of several new PM alloys are compared, with particular emphasis on highstrength, corrosion-resistant alloys and alloys developed for use at elevated temperatures.     

元素粉末法制备TiAl金属间化合物的研究进展

元素粉末冶金因具有成本低、制备的合金组织均匀细小等优点而受到广泛关注。简要介绍了元素粉末法制备TiAl合金的研究进展,主要从反应机理、致密化行为和力学性能等方面进行综述。研究表明,Ti与Al元素的反应由扩散控制,借助TiAl3和TiAl2等中间相最终得到Ti3Al和TiAl相共存的反应产物。在高Nb–TiAl合金的Ti–Al–Nb三元系中,Nb元素主要通过形成中间产物——Nb–Al化合物最终均匀分布在基体相中。从原料和工艺两个角度总结了元素粉末法制备TiAl合金过程中影响致密化的因素,介绍了提高元素粉末法制备TiAl合金的热加工和力学性能的方法,总结了近年来元素粉末法制备TiAl合金的力学性能研究成果。目前来看,元素粉末法制备的TiAl合金力学性能已达到变形合金的水平。