ITO靶材热等静压致密化工艺研究

用化学共沉淀法制备的ITO复合粉末经冷等静压成形后进行热等静压致密化,热等静压时采用碳钢作包套,采用铜箔作隔层,实验研究了热等静压主要工艺参数对ITO陶瓷靶材致密化的影响,实验结果表明:靶材的相对密度在大约1000℃处有一峰值;相对密度随压力增加而增加;当保温温度较低时,适当延长保温时间有利于提高密度;当保温温度较高时,延长保温时间反而使密度降低,分析了ITO在高温下的分解行为以及这种行为对致密化的作用,还解释了ITO复合粉末部分脱氧使ITO陶瓷半导化的机理。     

铸件的热等静压

对由于一种液相线温度与固相线温度相差很大的合金制造的未经锻造的铸件进行热等静压，该铸件的孔隙率得以下降。     

热等静压和烧结热等静压对消除,硬质合金孔洞的作用

一、前言世界上第一台热等静压机(简称HIP)1955年诞生于美国巴特尔—哥伦布研究所,六十年代末这项技术得到了很大发展。目前,世界上各大硬质合金生产厂都相继采用了热等静压技术,作为提高产品最终性能的手段。1983年江汉钻头厂从美国AE公司引进了一台螺纹式结构热等静压机,用于钻头     

热等静压包套变形与粉末致密化的研究

根据粉末塑性变形理论,采用MSC.Marc软件完成了316不锈钢粉末热等净压成形过程的有限元模拟.重点分析了热等静压成形过程中致密包套沿径向和轴向的形变过程及其内部松装粉末的致密化规律.为了验证模拟结果,完成了测试样件的实物实验.为了更精确的结果比较,在样件的不同位置上选取了测试点.对比分析模拟和试验对应点的研究结果表...     

热等静压钒的组织和性能研究

纯钒粉末通过预清洗、冷等静压(CIP)成形、热等静压(HIP)的工艺制备成纯钒块材,采用拉伸实验、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线结构衍射仪(XRD)等技术对其力学性能和微观组织结构进行了研究.结果表明:在1 200℃条件下,纯钒的强度、伸长率和密度随热等静压压力升高而增加,随热等静压保温时间延长而下降;在1 200℃/120MPa/1h工艺条件下制备的纯钒试样相对密度达99.7%,抗拉强度和伸长率分别达552MPa和20%.纯钒的晶粒结合紧密,呈单相,为板条状马氏体结构,其断裂方式以解理断裂为主.     

热等静压(HIP)工艺模型化进展

关于HIP(热等静压)工艺的模型化,已进行了30多年。开发HIP工艺模型的目的,在于使HIP工艺最佳化,节约材料,减少HIP坯料或制品的切削加工量,降低生产成本,尽快生产出近终形或成品零件。本文评述了开发HIP工艺模型的3条途径,概述了4种HIP工艺模型化的现状与效果,最后介绍了对AshbyHIP6 0模型的一个试验验证。     

金属材料的热等静压扩散连接

简单介绍了热等静压扩散连接的概念及工艺,以及某些材料,例如钢与钛、钼与钛、钨与钼、钼与钼、FGH95与FGH95以及不锈钢薄片之间的热等静压连接。并用金相、电子探针、扫描电镜能谱分析以及显微硬度等初步地评价了试验结果。     

热等静压设备的最新发展趋势

近几年来,粉末冶金陶瓷和特种碳工业的发展速度相当快。在所采用的成型与烧结工艺中,热等静压工艺正在越来越引起人们的重视。日本神户钢公司于1974年研制出自己的第一台热等静压设备,目前该公司已向用户提供130多台HIP设备。本文论述了HIP的最新发展趋势,同时还介绍了该公司生产的新型HIP设备。     

Deformation and densification behaviours of nickel-based superalloy during hot isostatic pressing

Hot isostatic pressing of nickel-based superalloys has important applications for manufacturing near-net shape parts such as turbine disks and jet engine parts, which have to operate at high temperatures. Finite element modelling can be used to predict deformation and densification behaviour of such superalloys. Thus, the cost and time of trial and error to obtain the required geometry of the part can be reduced, such that near-net shape parts can be manufactured more economically. Numerical simulations were carried out by implementing the model of ElRakayby and Kim into Abaqus-FEA. The model parameters (relative density functions f and c) for the nickel-based superalloy were obtained from the creep response and compressive strength of porous and solid powder compacts at high a temperature. The agreement between finite element calculations and the experimental data was good for densification, shape change and density distribution of nickel-based superalloy during hot isostatic pressing.     

固溶处理对热等静压SAF3207的组织与性能影响

采用热等静压方法对特超级双相不锈钢SAF3207粉末致密化,然后对致密体进行了固溶处理,研究了固溶温度对致密体的显微组织及力学性能的影响。结果表明:随着固溶温度从1120℃到1180℃,σ相消失,铁素体含量增加,奥氏体含量减少;强度和硬度均表现出先降低后升高的趋势;延伸率和冲击韧性表现出先升高后降低的趋势。1150℃固溶处理时,可使两相比例接近1:1,抗拉强度为861.9 MPa,硬度为HRC 27.7,延伸率高达43.0%,冲击功为23.2 J。     

热等静压在稀有难熔金属产品制备中的应用

简要介绍了热等静压技术的发展、设备原理、包套的选材与制作要求及数值模拟在热等静压技术中的应用,重点介绍了热等静压技术在稀有、难熔金属(钨、钼、钽、铌、铼及其合金)产品制备中的应用,以及热等静压处理对难熔金属微观组织及力学性能的影响研究。     

热等静压原位合成SiC–TiC复相陶瓷的微观组织与性能研究

采用纳米级β-SiC粉末、Si粉末、C粉末以及微米级TiH_2粉末为原料,利用热等静压原位合成工艺制备了SiC–TiC复相陶瓷,研究了不同原位合成反应和烧结工艺对复相陶瓷微观组织及力学性能的影响。结果表明:以SiC、TiH_2、C粉末为原料的原位合成反应,无明显副反应发生,更有益于制备成分符合预期、致密度良好且性能优秀的SiC–TiC复相陶瓷。在1600℃,120 MPa,4 h等静压烧结工艺下原位合成得到的体积分数为SiC–32%TiC复相陶瓷具有最好的致密度、硬度、三点弯曲强度以及良好的断裂韧性,分别达到98.7%、21.2 GPa、428 MPa和5.5 MPa·m1/2。提高热等静压压力有助于提高材料的烧结扩散活性,从而提高材料的致密度,有益于力学性能的提升。     

热等静压成形2A12铝合金粉末的数值模拟研究

采用热等静压(HIP)技术成形复杂结构的2A12铝合金粉末零件,基于MSC.MARC软件的Shima模型,使用2A12铝合金材料参数实现成形过程的数值模拟。模拟结果表明,特征结构狭缝处粉末体的相对密度呈现梯度分布,侧面的粉末体相对密度分布均匀;石墨模具基本没有变形。实验结果表明,石墨和铝粉末发生了界面反应,型腔内壁存在凹坑和凸起缺陷;粉末试样的规定塑性延伸强度和抗拉强度分别为179 MPa和316 MPa;断口形貌显示试样断裂起源于粉末界面连接处,由金相显微照片分析材料已经完全致密。     

热等静压法制备大尺寸铝基碳化硼复合材料及性能研究

采用热等静压法制备铝基碳化硼复合材料(Al-B4C)板材,测试板材的密度和抗拉强度,并观察复合材料的微观组织和拉伸断口形貌。结果表明,Al-31%B4C(质量分数)板材的尺寸为3 mm×200 mm×5000 mm;Al-31%B4C复合材料的相对密度大于99.69%,抗拉强度大于300 MPa,断后延伸率大于3%,B4C颗粒均匀分布在基体中,并与基体紧密结合;Al-B4C复合材料板材的力学性能符合工程用中子吸收材料的要求。比较含不同质量分数B4C颗粒(10%、15%、20%、25%、30%、31%、35%、40%)的Al-B4C复合材料性能,当B4C质量分数为10%~40%时,随基体中B4C颗粒含量的增加,Al-B4C复合材料的密度和相对密度均逐渐降低;当B4C质量分数为10%~35%时,随基体中B4C颗粒含量的增加,Al-B4C复合材料的抗拉强度逐渐增大,断后延伸率逐渐降低。     

Influence of hot isostatic pressing on microstructure and mechanical behaviour of nanostructured Al alloy

Abstract

Aluminium alloy AA 5083 [Al–4·4Mg–0·7Mn–0·15Cr (wt-%)], powder was ball milled in liquid nitrogen via the cryomilling method to obtain a nanocrystalline (NC) structure. Samples of the powder were hot vacuum degassed to remove interstitial contaminants, then consolidated by hot isostatic pressing (HIPing) at six temperatures (from 0·46T_m to 0·89T_m), before being high strain rate forged (HSRF) to produce plate material. The microstructure was analysed at the different processing stages. The compressive properties of the as HIPed material, plus tensile properties of the final product were studied. Despite grain growth during HIPing, an ultrafine grain (UFG) structure was retained in the consolidated material, which consequently had increased strength over conventionally processed AA 5083. As the HIP temperature was increased, the density increased. Strength changes were minimal in compression and tension with varying HIP temperature, once near full density was attained at 275°C (～0·64T_M). Yield strength data indicate negligible variation in the grain size of the materials.     

热等静压工艺参数对2A12粉末铝合金性能的影响研究

对2A12铝合金粉末在不同的热等静压工艺参数下压制后的性能进行了初步的研究。结果表明:圆柱形试样的径向尺寸收缩要大于轴向尺寸的收缩;热等静压温度过高,会对零件的性能产生强烈的削弱作用,并且在其后的热处理过程中使微观组织产生裂纹和缺陷;通过调整热等静压工艺参数,可以改善材料的微观组织和力学性能。     

热等静压近净成形数值模拟的研究进展

热等静压近净成形工艺具有材料利用率高、坯料组织均匀性好的突出优势,是镍基粉末高温合金、粉末钛合金等复杂形状部件的重要成形工艺。介绍了热等静压近净成形的工艺特点和生产流程、热等静压近净成形技术在国内外的发展和应用以及粉末热等静压致密化的微观模型和宏观模型,通过对比分析不同模型的热等静压数值模拟和试验验证结果,总结了不同模型的优缺点,分析了影响数值模拟准确性的因素。     

钨合金粉末的热等静压数值模拟及验证

为研究钨合金粉末热等静压(HIP)的致密化行为,采用MSC.Marc中的Shima模型针对93W-4.45Ni-2.2Fe-0.3Co-0.05Mn穿甲弹常用材料的热等静压成形过程进行模拟研究,分析钨合金粉末颗粒与包套随温度、压力加载的变化过程。为验证数值模拟的结果,进行热等静压工艺试验。结果表明:压坯的相对密度分布、变形趋势与实验结果符合得较好,径向周长误差最大,相对误差为5.6%,轴向相对误差为1.62%,轴向精度优于径向,致密度平均相对误差仅为1.4%。对于简单的柱状试件,采用数值模拟的方法可以形象、准确地预测包套的变形及粉末的致密化过程,数值模拟的方法可以为复杂结构包套的研究提供参考,从而实现热等静压过程的精确控形。