特殊用途球形镍基高温合金粉末生产工艺研究

球形镍基高温合金粉末被用于某型号航空发动机高压涡轮叶片内腔清洁度X射线检查及榫头喷丸强化。本文对采用等离子旋转电极工艺 (PREP)生产该种类型粉末进行了研究 ,探讨了棒料转速、等离子电流强度等对粉末收得率的影响 ,获得了最佳的生产工艺参数。此外 ,还对所生产的球形镍基高温合金粉末的性能进行了检测     

氩气雾化镍基粉末高温合金及粉末特性研究进展

概述了国内外镍基粉末高温合金的发展、氩气雾化制粉技术的特点、氩气雾化镍基高温合金粉末的特性和增材制造用镍基高温合金粉末的发展方向,重点介绍了镍基高温合金粉末的形貌与粒度控制、氧化特性、气体脱附行为和缺陷形成及控制措施。讨论了镍基高温合金粉末特性与合金缺陷之间的内在关系,总结了缺陷消除措施的研究进展,明确了未来粉末涡轮盘用氩气雾化镍基高温合金粉末质量优化的发展方向,并对高品质氩气雾化镍基高温合金粉末促进增材制造技术在航空航天领域的应用进行了展望。     

PREP制取高温合金粉末的特点

介绍了等离子旋转电极工艺（PREP）制粉设备、主要工艺参数和粉末形成机理。研究了制粉工艺参数对粉末粒度、粒度分布以及粒度分布类型的,并对粉末粒度进行了理论计算。结果表明,随着棒料转速的增大,粉末粒度减小,粒度分布类型也发生了改变;粉末粒度的理论计算值与实验结果相吻合。     

高温合金粉末内部孔洞的研究概况

阐述了等离子旋转电极工艺（PREP）制取的镍基高温合金粉末内部孔洞的形成机理，分析了导致孔洞形成的因素，提出了降低粉末内部孔洞应采取的措施，研究结果表明：孔洞的尺寸随着粉末粒度的下降而减小，在相同雾化制粉工艺参数条件下，粗粉中孔洞的数量多于细粉。随着棒料转速的提高，空心粉数量增加，此外，雾化室内混合惰性气体压力降低或混合惰性气体中氩气含量提高，均能使空心粉数量降低。     

PREP法制备球形NiTi合金粉末的特性及显微组织

以NiTi合金棒材为原料,采用PREP法(plasma rotating electrode process,等离子旋转电极雾化法)制备球形镍钛(NiTi)合金粉末,粉末粒度主要分布在60~125μm之间。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与差示扫描量热分析(DSC)等,对不同粒度的NiTi粉末显微组织进行表征。结果表明,粒径较大颗粒(≥178μm)的冷凝组织为胞状晶组织,小尺寸颗粒(≤40μm)表面光滑,无明显结晶组织;大尺寸颗粒主要以B2相为主,同时含有少量Ni_3Ti、NiTi_2二次相,随粉末粒度减小,二次相的生长受到抑制;不同粒径的NiTi合金粉末由于冷却速率不同最终导致相变点温度不同,粒度≥178μm的大颗粒粉末由于发生共析反应生成二次相,使得B2-NiTi相内Ni含量减少,最终导致该粉末的相变点温度高于粒度≤40μm粉末的相变点温度。     

镍基高温合金粉末中夹杂的研究

研究了等离子旋转电极雾化FGH95镍基高温合金粉末中夹杂的性质（成分分类和形貌）及粉末处理过程去除非金属夹杂效果的影响,介绍了有效去除非金属夹杂的方法。     

球形碳化钨粉末的制备

本文分析了WC的碳化机理,并采用工业炭黑与球形钨粉干混球磨,分别在1800℃、1900℃和2000℃条件下碳化,制备出球形碳化钨粉末。通过碳量检测、SEM,X射线衍射及能谱分析,结果表明：碳化钨粉末为球形,温度在2000℃时,钨粉碳化最充分,纯度高,没有游离碳及其它杂质。     

盘件用FGH95镍基粉末高温合金

介绍了钢铁研究总院高温材料研究所在盘件用镍基粉末高温合金FGH95方面的研究现状和取得的成果，分析了目前研究工作存在的问题，提出了盘件用粉末高温合金今后的发展方向和研究重点。     

等离子体法制取球形难熔金属（合金）细粉末

GTE正在开发两种等离子加工方法,即等离子体熔炼 迅速固化(PMRS)和水冶 等离子体熔炼法(HPM),用于直接制取高比重钨合金。目前该方法主要用于生产93W-4.9Ni-2.1Fe系列,尽管它的应用范围还不止于此。以往这种合金粉末是将W、Ni、Fe三种元素粉末按适当比例干混制成的。虽然这种工艺成本比较低,但往往由于配料     

VIGA法与PREP法制备不锈钢粉末的内部孔洞对比研究

本文通过金相法对比研究了真空感应熔炼气雾化法(VIGA)与等离子旋转电极法(PREP)制备不锈钢粉末的内部孔洞特征.结果表明:两种制粉工艺制备的粉末均表现出粉末粒径越大,空心粉数量越多的特点,粉末中孔洞形状基本呈球形.两种制粉过程中,粉末的内部孔洞形成机理不同:VIGA法制粉工艺中,液滴雾化过程中伴随着快速冷却,二次破...     

激光3D打印TC4球形合金粉末的制备

采用真空旋转电极气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4钛合金球形粉末,利用SEM、XRD、EDS、激光粒度分析仪、霍尔流速计等分析方法对制得球形粉末的形成机制、表面微观组织、成分、相组成、粒度分布、流动性和松装密度等进行了研究,结果表明:在工艺参数为感应功率60k W,雾化气压6.0MPa条件下,EIGA法成功制备了激光3D打印用TC4钛合金球状粉末,粉末球形度达到98%以上,含氧量(质量分数)为0.09%;合金粉末中Ti、Al、V等元素分布均匀,粉末颗粒表面物相为密排六方α'-Ti单相固溶体;制得的TC4粉末表面平整、光洁,粒度分布均匀,主要粒径在1~180μm之间,粉末流动性为24.1 s/50g,松装密度为2.699 g/cm3,松装密度比为60.93%,符合激光3D打印用TC4钛合金粉末特征要求.     

球形碳化钨粉末制备技术的探讨

概述了热喷涂高新材料球形碳化钨粉末制备技术的研究进展。从原料、熔融方式、球形化方式及技术特点等方面对各种制备方法进行了对比分析。最后提出了超高温熔炼气体雾化法是球形碳化钨粉末制备的首选技术。     

不同方法制备的球形铸造碳化钨粉末的性能研究

球形铸造碳化钨粉末是一种新型的超耐磨陶瓷颗粒材料,对比研究了不同方法制备的球形铸造碳化钨粉末的化学成分、显微形貌、微观组织、相结构、显微硬度、流动性以及松装密度等特性。结果表明:相对等离子重熔球化法和感应重熔球化法而言,等离子旋转电极雾化法制备的球形铸造碳化钨的总碳含量与共晶碳含量理论值的偏差最小、游离碳和杂质含量最低;粉末颗粒内部更致密、共晶组织更细密、显微硬度最高。感应重熔球化方法制得的粉末流动性最好、松装密度最大。     

增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料,其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术,分析了这三种制粉工艺的特点,阐述了这三种制粉工艺的研发进展,探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法,并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。     

超高温雾化制备球形铸造碳化钨粉末形貌控制及性能研究

传统的热喷涂用碳化钨粉末通常采用铸造方法生产,粉末呈多角状,流动性差且硬度低,难以满足高性能硬面材料的要求。以钨粉、炭黑、碳化钨粉前躯体或多角状碳化钨为原料,采用自行设计的超高温熔炼及超高温雾化装备制备出球形碳化钨粉末,利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计分析测试了粉末的相、组织、成分及性能。结果表明:碳化钨粉末外观呈球状、内部为细针状共晶组织、显微硬度3 200 HV、霍尔流速6.5 s/50 g、具有流动性好、耐磨性佳等优良的综合性能。     

镍基高温合金粉末筛分工艺的研究

介绍了粉末筛分设备及其主要工艺参数 ,并围绕筛分处理的生产效率及粉末质量的影响因素展开了讨论     

镍基粉末高温合金的超声无损检测

结合FGH95粉末涡轮盘和涡轮盘挡板的超声检测结果 ,总结了镍基粉末高温合金超声检测的研究进展。指出对热等静压态合金 ,可通过声速测量来评价材料中的孔隙缺陷 ,对热等静压 +锻造态合金 ,超声检测的重点是夹杂物缺陷。分析了目前研究工作中存在的主要问题及解决问题的方向     

镍基高温合金FGH96粉末脱气行为研究

通过程序升温脱附联合质谱仪(TPD-MS)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段,研究了脱气温度对镍基高温合金FGH96粉末脱气行为的影响.结果表明:随着加热温度升高,在氦气吹扫的实验条件下,粉末表面发生了氢气(H2)、水(H2O)、一氧化碳(CO)以及二氧化碳(CO2)的脱附,氢...     

镍基粉末高温合金热变形特性的研究

针对一种镍基粉末高温合金进行了热变形特性的研究.研究结果表明,该合金的最佳变形温度区间为1050～1175℃,最大允许变形量为40%.当变形温度t=1125℃、应变速率ε=101s-1或ε=100 s-1时,热变形后该合金的平均晶粒度为10级.     

新型镍基粉末高温合金晶粒长大行为研究

对第四代粉末高温合金FGH4108晶粒长大行为进行研究。结果表明,γ′相在完全溶解温度以下固溶处理时,晶粒长大幅度较小,与初始组织差别不大(锻态,3～4μm);当达到γ′相完全溶解温度时,晶粒发生明显长大;超过γ′相完全溶解温度时,晶粒尺寸大幅增加(30～40μm),过固溶的几个温度下晶粒尺寸差别不大;保温初期晶粒尺寸显著增加,一定保温时间后晶粒尺寸不再随时间明显变化。温度和时间对晶粒尺寸的影响都与γ′相对晶界迁移的阻碍作用有关,根据温度和时间的影响,对传统晶粒长大模型中界面迁移的表观激活能(Q)、时间指数(n)和广义迁移率常数(A₀)进行修正,构建了新的模型,模型预测值与实验值的决定系数(R²)为0.9997,均方误差为0.12μm,预测精度较高,晶粒长大曲线各项特征能被准确预测出来。