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。     

金属包套与镍基粉末冶金高温合金之间连接区的研究

本文通过观察金属包套与粉末冶金高温合金之间连接区形貌,分析了在镍基粉末冶金高温合金毛坯表面发现明显原始颗粒形貌的原因,重点研究了不锈钢包套与镍基粉末冶金高温合金之间的连接区。结果表明:连接区内在不锈钢和粉末冶金高温合金之间存在明显的界面,界面两侧存在扩散层,距离界面最近的镍基高温合金粉末仍保持原始粉末颗粒形貌;毛坯表面发现原始颗粒形貌是靠近粉末冶金高温合金一侧的界面没有完全去除造成的;界面、界面附近粉末原始颗粒形貌的形成与C扩散及镍基高温合金粉末元素偏析有关,连接区Ⅰ厚度不小于167μm,连接区Ⅱ厚度不小于716μm。     

俄罗斯粉末冶金高温合金研制新进展

介绍了俄罗斯近几年用于ПС90А2、АИ222和Д27航空发动机的ЭП741НП粉末高温合金盘件的性能及使用情况,以及ЭП962НП和为第5代以及第5代半(俄罗斯划分)航空发动机设计的ВВП系列(ВВ750П、ВВ751П、ВВ752П、ВВ753П)粉末高温合金的研制最新进展。俄罗斯采用等离子旋转电极工艺(PREP)制粉+直接热等静压(As-HIP)成形制造粉末高温合金盘件。使用粒度为<100μm的粉末,为ПС90А2发动机研制的4个ЭП741НП合金盘件,其性能优于АЛ-31Ф发动机上使用的ЭП741НП合金盘件性能。为АИ222航空发动机研制的3个ЭП741НП合金盘件以及为Д27航空发动机研制的4个ЭП741НП合金盘件,其性能达到了技术文件的要求。俄罗斯装配АИ222-15С发动机的Як-130教练机通过了飞行试验,并已交付使用。ВВП系列粉末高温合金的抗拉强度、650℃下的持久强度以及低周疲劳性能均优于ЭП741НП合金,但韧性比ЭП741НП合金低。ВВ752П和ВВ753П合金盘件目前处于试制阶段,用于航空发动机涡轮和压气机的ВВ751П、ВВ750П合金盘件已开始工业试验批生产。     

温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响

通过化学分析、扫描电子显微镜观察、X射线衍射分析及X射线光电子能谱分析等方法, 研究了温度对镍基高温合金粉末氧化行为的影响。结果表明, 室温条件下, 粉末氧含量(质量分数)较低(0.012%), 粉末表面发生部分氧化, 表面存在Ni、Cr、Ti等元素的单质态和以Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂为主的氧化物/氢氧化物; 当温度上升至150 ℃, 氧含量增加不明显; 随着温度进一步提高至250 ℃, 粉末氧含量明显增加, 达到0.034%, 粉末表面全部氧化, 表面主要由Ni (OH)₂、Cr₂O₃、TiO₂组成。温度对镍基高温合金粉末氧化行为影响显著, 合理控制温度可以获得低氧含量的粉末, 本研究所用镍基高温合金粉末大气条件下最高处理温度为150 ℃。     

注射成形FGH96镍基高温合金的脱粘和烧结工艺

本文以惰性气体雾化的FGH96镍基高温合金粉末为原料,采用粉末注射成形(PIM)工艺制备了难以加工的镍基高温合金材料.确定了合适的溶剂脱粘、热脱粘工艺.探索了合适的烧结工艺.结果表明:在合适的烧结工艺(真空1 270℃保温2 h烧结)下,试样常压烧结获得了均匀的组织,相对密度达到97.2%,抗拉强度达到1 007 MPa,延伸率为5%.     

脉冲加热惰气熔融-红外/热导法测定镍基高温合金粉末中氧和氮

镍基高温合金粉末中氧和氮对镍基高温合金综合性能有重要影响.采用氧氮氢联用分析仪对镍基高温合金粉末中氧、氮含量同时测定的方法进行研究.探讨分析功率、助熔剂、石墨坩埚、镍箔质量与称样量组合对测试结果的影响,推荐合适的测试条件.结果 表明:分析功率为5.5 kW时,样品完全熔融,释放曲线峰形对称且无拖尾;0.2g镍箔作为助熔...     

等离子旋转电极法所制取的镍基高温合金粉末中异常颗粒的研究

归纳了用等离子旋转电极法 (PREP)制造的镍基高温合金粉末成品粉中常见的异常粉末颗粒类型 ;分析了异常颗粒产生的原因并提出了消除和控制的方法     

铼在镍基单晶高温合金中的作用

镍基单晶高温合金因其优异的高温强度和良好的组织稳定性,广泛应用于航空航天领域.为了提高其承温能力,自第二代开始镍基单晶高温合金中便加入了铼(Re).经过几十年的发展,镍基单晶高温合金已经发展到第七代,Re已经成为了先进镍基单品高温合金中不可缺少的元素.简述了镍基单晶高温合金的发展历程,综述了Re对镍基单品高温合金显微组...     

镍基高温合金球形粉末制备发展现状

镍基高温合金球形粉末制备方法主要有等离子旋转电极制粉技术（PREP法）、真空感应熔化气雾化法(VIGA法)、离子雾化法（PA法）和电极感应气体雾化法（EIGA法）等。本文归纳了镍基高温合金球形粉末的发展现状,分别对球形粉末制备技术、粉末筛分和除杂、粉末相关设备及公司发展现状等进行介绍,分析了镍基高温合金球形粉末面临的问题并展望其前景,以期为制备高品质球形粉末提供参考。     

消除粉末高温合金中原始颗粒边界机制北大核心

采用SEM、TEM研究了高温合金粉末颗粒内部与合金中碳化物的类型和组成,采用热力学软件计算了不同Hf含量FGH4096的碳化物组成,结果表明,粉末高温合金中原始颗粒边界上的析出物为以TiC为主的MC型碳化物,MC型碳化物(TiC、ZrC、HfC、NbC、TaC)在镍基高温合金中按溶解度从大到小为TiC>NbC>TaC>ZrC>HfC。TiC在FGH4096中的溶解度较HfC的大,雾化粉末快速凝固过程中,加入Hf的FGH4096合金碳化物析出量大于不加Hf的FGH4096合金碳化物析出量,HfC均匀形核于整个粉末颗粒中。在热等静压过程中,Hf与C的结合力强而形成HfC,最终在FGH4096合金中形成(Hf,Ti,Nb)C,致使C元素无法扩散至粉末颗粒表面形成TiC,避免了原始粉末颗粒边界的形成。加入Zr消除FGH4096中原始颗粒边界的机制与添加Hf的FGH4096相同。     

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。     

消除粉末高温合金中原始颗粒边界机制

采用SEM、TEM研究了高温合金粉末颗粒内部与合金中碳化物的类型和组成,采用热力学软件计算了不同Hf含量FGH4096的碳化物组成,结果表明,粉末高温合金中原始颗粒边界上的析出物为以TiC为主的MC型碳化物,MC型碳化物(TiC、ZrC、HfC、NbC、TaC)在镍基高温合金中按溶解度从大到小为TiC＞NbC＞TaC＞...     

氩气雾化Sc、Y微合金化René104镍基高温合金粉末的组织与性能

采用氩气雾化法制备Sc、Y微合金化René104镍基高温合金粉末,分析粉末的粒径分布、形貌、显微组织与性能。结果表明：氩气雾化粉末球形度高,卫星粉和异形粉少,粒径小于53μm的粉末收得率(质量分数)高达52.52%。粉末内部结构致密,显微组织为等轴晶+树枝晶,晶界处出现Ti、Nb、Ta、Mo元素的偏析。经过Sc、Y微合金化的René104镍基高温合金雾化粉末性能得到改善,流动性好,松装密度高,显微硬度、纳米硬度(HV)和弹性模量分别达到360±6、(6.5±0.4) GPa和(102.1±10.6) GPa。     

镍代钴基高温合金涂层组织及抗氧化性能研究

分析了等离子堆焊钴基高温合金Co-02、部分镍代钴基合金Co-04和镍基代钴基合金ND Co-02粉末涂层的金相组织、氧化膜形貌及其能谱、氧化膜断面形貌及其能谱。结果表明：三种合金涂层的金相组织均为白色奥氏体基体加细小Cr7C3、Cr7(C，B)3共晶Co-02生成Cr2O3选择性外氧化保护膜，Co-04和ND Co-02有明显的局部贫Cr区，生成CoCr2O4和NiCr2O4尖晶石结构保护性氧化膜，有效地提高了抗氧化性；三种合金均具有优良的抗氧化性能，且按ND Co-02、Co-04、Co-02顺序依次增强。评定了它们的抗氧化级别。     

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。     

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     

夹杂物对粉末冶金高温合金力学性能的影响

综述了非金属夹杂物对粉末冶金镍基高温合金力学性能影响的研究现状,特别着重夹杂物尺寸、位置、形态、数量等对粉末冶金镍基高温合金低周疲劳寿命(LCF)的影响。文中提出粉末冶金高温合金存在的问题及今后的研究方向。     

镍基粉末高温合金中的夹杂物

介绍了用等离子旋转电极法(PREP)制造的镍基高温合金粉末中的夹杂物及其对热等静压(HIP)和[热等静压 锻造(F)]成形件组织和性能的影响。通过掺夹杂物试验结果，系统阐述了尺寸为50～500μm的不同类型夹杂物在HIP和(HIP F)态的形貌及其对粉末高温合金低周疲劳寿命的影响，并提出了去除和控制夹杂物的有效措施。     

北京钢研高纳科技股份有限公司粉末高温合金制品事业部

正CISRI-GAONA钢研高纳从1977年开始研制航空发动机用粉末高温合金,掌握了高纯净粉末制备、大型复杂包套的设计与制造、热等静压近净成形及高γ'相含量强化型镍基高温合金复杂形状制件热处理控制等技术,具备镍基高温合金的自主设计、开发能力,可为航空航天、燃气轮机、核能等领域研究并批量生产高品质镍基高温合金粉末及其制件。     

镍基变形高温合金低周疲劳研究进展

镍基高温合金长期在高温、高压、高速和交变载荷等复杂的环境中服役,容易产生周期性应变集中的塑性变形.引起应变控制的低周疲劳(LCF)损伤.镍基变形高温合金服役过程中产生的低周疲劳严重降低了热端部件的服役性能和寿命.因此,阐明镍基变形高温合金LCF塑性变形行为及疲劳断裂机制对于涡轮盘等热端部件的可靠性和安全性服役具有重要的...