Ti6Al4V预合金粉末制备与研究

以乙醇为过程控制剂,采用机械球磨法制备Ti6Al4V预合金粉末,借助X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM),研究不同球磨时间的Ti6Al4V预合金粉末的相组成和微观形貌。结果表明,随着球磨时间的增加,粉末逐渐细化,晶粒尺寸变小,微应变逐渐增加;球磨60 h后粉末达到较好的细化效果以及固溶效果;球磨90h后,粉末完全合金化,粉末粒度到达纳米级别,平均粒径50 nm。     

机械合金化W-Ti粉末的烧结特性

用高能球磨法制备了W-Ti预合金粉末,研究了纳米晶W-Ti粉末的真空烧结致密化和显微组织演化现象以及热处理时组织形貌的变化,并与未球磨粉末的烧结试样进行了比较。结果表明,提高烧结温度有利于提高相对密度;1500℃,2 h为最佳烧结工艺。机械合金化导致粉末内晶粒纳米化,形成成分不均的固溶体W-Ti粉末,使真空烧结后的显微组织结构明显细化,相对密度显著提高;扩散退火后能够形成成分较均匀的W-Ti固溶体。     

机械球磨法制备AZ31合金及其组织性能研究

采用机械球磨法制备了超细纳米晶AZ31合金,研究了球磨时间和包套温挤压温度对AZ31合金粉末形貌、颗粒尺寸、晶粒尺寸和力学性能的影响,并分析了球磨时间的作用机理。结果表明,机械球磨后的混合粉末的平均颗粒尺寸都要小于未经过机械球磨的原料粉末,且随着机械球磨时间的延长,粉末的平均颗粒尺寸减小;球磨80 h、250℃包套挤压后AZ31合金棒材中的晶粒大小分布较为均匀,平均晶粒尺寸约为200 nm;在相同的包套挤压温度下,随着机械球磨时间的延长,AZ31合金的显微硬度都有逐渐增加的趋势;在相同的机械球磨时间下,随着包套挤压温度的升高,AZ31合金的显微硬度逐渐降低。随着机械球磨时间的延长,AZ31合金的室温屈服强度有所增加,在机械球磨时间为80 h时取得最大值453 MPa。     

Cu-Sn-Bi合金在球磨和烧结过程中的组织演变

采用机械合金化法制备出Cu-10%Sn-5%Bi合金粉末,然后将其压制成型并进行烧结,制备成合金块体;利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等分析手段,研究Cu-Sn-Bi合金在高能球磨和烧结过程中组织结构的变化。结果表明:高能球磨可以扩展Cu-Bi互不溶体系的固溶度,且在球磨过程中形成的Cu_6Sn_5相为亚稳定相,随着球磨时间延长会先形成而后发生分解,分解后的Sn将固溶到Cu中;同时在450 r/min球磨40 h后,Sn、Bi基本完全融入Cu中,形成Cu的过饱和固溶体。在烧结过程中,Bi从Cu中脱溶,细小弥散分布在Cu基体中。在700℃二次烧结后,Cu-Sn-Bi合金显微组织良好,具有相对较好的力学性能。     

纳米复合Al-Sn合金烧结中的组织和硬度变化

利用机械合金化制备纳米复合Al-Sn合金粉末,将其压制成型并烧结.运用X射线衍射仪、扫描电镜分析了纳米复合Al-Sn合金在烧结过程中的组织结构变化,测定了显微硬度.结果表明,随着烧结温度的升高,机械合金化制备的Al-Sn纳米复合结构长大.当烧结温度低于Al-Sn共晶温度时,Sn相分布均匀;当烧结温度超过Al-Sn共晶温度时,Sn相沿着粉末颗粒的周围呈网状分布,网状形态取决于球磨后的粉末颗粒尺寸.纳米复合Al-Sn合金的显微硬度随烧结温度的提高而降低,与传统的铸造方法相比,机械合金化方法显著强化了Al-Sn合金.     

机械合金化与热压烧结法制备Cu-Cr-Zr合金

以Cu、Cr和Zr粉末为原料,采用机械合金化法活化Cu-Cr-Zr复合粉末,然后对机械合金化后的粉末进行真空热压烧结制备Cu-Cr-Zr合金材料。利用X射线衍射仪分析机械合金化过程中粉末的物相;通过对合金抗弯强度、相对密度、导电率、显微硬度的测试和金相观察,研究了合金力学性能随温度的变化。结果表明,球磨促进了Cr和Zr在Cu中的固溶,并细化了各粉末的晶粒;随热压烧结温度的升高,其固溶度降低,提高了材料导电性,导致合金力学性能下降。     

超细WC-Co硬质合金的制备与性能研究

利用高能球磨法制备纳米级WC-Co混合粉末,采用脉冲电流烧结技术进行烧结。用能谱分析仪(EDX)对球磨后的粉末进行成分分析,用X射线衍射(XRD)对比分析球磨前后WC-Co混合粉末的衍射峰变化,用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备的粉末及烧结材料进行了组织形貌观察,并测定了烧结试样的硬度。结果表明:随着球磨时间的延长,WC-Co纳米粉末的粒度逐渐变小,当球磨时间超过30h后获得了粒度为100nm以下的WC-Co纳米粉末。脉冲电流烧结后获得超细WC-Co硬质合金,与传统的WC-Co硬质合金相比,超细WC-Co硬质合金具有更高的硬度(HRA92.5～94)和耐磨性。另外通过实验获得了最佳的烧结工艺参数。     

机械合金化法制备不同Cr含量的W-Cr纳米合金粉末

采用机械合金化法制备Cr含量为8%、12.5%、20%（质量分数）的纳米W-Cr合金粉,对不同球磨时间粉末进行X射线衍射分析,以确定物相、晶粒尺寸及微应变,并采用扫描电子显微镜观察粉末形貌及粒度的变化。结果表明,采用机械合金化法可以制备不同Cr含量的纳米W-Cr合金粉。随着Cr含量的增加,制备纳米W-Cr合金粉所需球磨时间越长,其中W-8%Cr、W-12.5%Cr和W-20%Cr粉末的最佳球磨时间分别为72、84和96 h,晶粒尺寸小于30 nm。随着球磨时间的增加,晶粒尺寸不断减小,微应变逐渐增加,使常温下Cr在W中的固溶度增加,形成W的过饱和固溶体。Cr含量不同的W-Cr粉末完全合金化均经过4个阶段。     

粉末冶金Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金组织演变及其力学行为

采用粉末冶金法对不同球磨时间的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金机械合金化粉末塑变行为,热压烧结材料的微观组织结构和力学行为进行了研究。研究结果表明：塑性良好的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V粉末随着球磨时间增加首先变形为大尺寸的片状、后经持续的加工硬化破碎成絮状;热压烧结能够制备微观组织可控晶粒细化的Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金,合金由单一的Nbss相构成,Ti、Al、Cr、V元素固溶引起Nb晶格尺寸减小0.0685 ?;随着球磨时间增加合金晶粒明显细化进而显著提高了合金的维氏硬度和室温压缩强度,其变化符合材料硬度和强度的Hall-Petch规律。粉末冶金制备Nb-35Ti-6Al-5Cr-8V合金的各项力学性能明显优于熔铸法制备合金。     

Al-2.5%Pb合金在高能球磨和烧结过程中的组织结构变化

用机械合金化方法制备了Al-2.5wt%Pb合金,采用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了Al-2.5wt%Pb合金在高能球磨和烧结过程中的组织结构变化。结果表明,该合金粉末经30 h球磨后,可以获得纳米级Pb颗粒均匀弥散分布在Al基体上的组织。在随后的烧结过程中,纳米相Pb的长大可以用Ostwald熟化的经典-LSW理论来描述。     

Cu-15wt%Cr复合粉末机械合金化及稀土掺杂研究

以Cu、Cr和稀土粉末为原料,采用机械合金化法制备Cu-15wt%Cr和Cu-15wt%Cr-RE复合粉末.利用X射线衍射仪、扫描电镜研究了球磨过程粉末的显微组织结构,测量不同球磨时间粉末的显微硬度.结果表明:随着球磨时间的延长,Cr在Cu中的固溶度显著提高,晶粒不断细化和微应变增加,导致粉末微观硬度的提高.在球磨过程中添加一定量的稀土可以促进机械合金化效果.     

纳米晶W粉和W-Ni-Fe预合金粉的制备

采用高能球磨法制备纳米晶W粉和W-Ni-Fe预合金粉，研究了不同的球磨材质包括硬质合金球(CCB)、钨球(TAB)和球磨转速、球料比及球磨时间等条件对球磨后粉末性能的影响。利用XRD，TEM和EDX分析球磨后粉末的晶粒尺寸、晶格畸变、形貌、结构变化及颗粒成分变化。结果表明：高能球磨法可制得10nm～80nm的W粉和W-Ni-Fe预合金粉，纳米级颗粒含量达80％以上。相同材质的钨球制得的纳米粉末综合性能较好。球磨过程中，粉末保持颗粒状结构，纳米级粉末颗粒形状最终趋于等轴化。     

高能球磨制备Al-Pb-Si-Sn-Cu纳米晶粉末的特性

通过机械合金化制备了Al-15％Pb-4％Si-1％Sn-1．5％Cu(质量分数)纳米晶粉末。采用X射线衍射(XRD)，扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对不同球磨时间的混合粉末的组织结构、晶粒大小、微观形貌以及颗粒中化学成分分布情况进行了研究。结果表明混合粉末经过球磨后形成了纳米晶，其组织非常均匀。球磨对Pb的作用效果明显大于对Al的作用效果，经过40h球磨后Pb粒子达到40nm，而Al在球磨60h后晶粒为65nm；经球磨后，Cu和Si固溶于Al的晶格中，而Sn则固溶于Pb晶格中，并且Al和Pb发生了互溶，形成了Pb(Al）超饱和固溶体；在球磨过程中硬度高的脆性粒子Si难于完全实现合金化。     

机械合金化W-Ni-Fe纳米复合粉的制备及结构研究

W,Ni,Fe粉末按照91.16W6．56Ni2.26Fe和95W5Ni的成分配比进行了机械合金化(MA)．通过调整球磨转速、球磨时间等工艺参数研究了其对粉末结构的影响,并对机械合金化粉末的物相、合金化特性、晶粒尺寸、点阵畸变及粉末形貌和颗粒度作了测定和分析讨论.机械合金化使晶粒细化并产生孪晶和位错．有利于原子扩散形成过饱和固溶体和非晶；高的球磨能有利于形成非晶相、晶粒细化和点阵畸变，350r／min球磨20h后晶粒尺寸可达25nm；输入的球磨能不同．粉末粒度的变化路径不同，但都会经历长大，变小和稳定三个不同阶段.     

PREPARING NANO-CRYSTALLINE La DOPED WC/Co POWDER BY HIGH ENERGY BALL MILLING

The La doped WC/Co powder was prepared by high energy ball milling. The changes of crystal structure, micrograph and defect of the powder were investigated by means of XRD (X-ray diffraction), SEM (scanning electron microscope) and DTA (differential thermal analysis). The results show that adding trace La element into carbides is effective to minish the grain size of WC/Co powder. The La doped carbides powder with grain size of 30nm can be obtained after 10h ball milling. The XRD peak of Co phase disappeared after 20h ball milling, which indicated solid solution (or secondary solid solution) of Co phase in WC phase. The La doped powder with grain size of 10nm is obtained after 30h ball milling. A peak of heat release at the temperature of 470℃ was emerged in DTA curve within the range of heating temperature, which showed that the crystal structure relaxation of the powder appeared in the process of high energy ball milling. After consolidated the La doped WC/Co alloy by high energy ball milling exhibits     

Refinement process and mechanisms of tungsten powder by high energy ball milling

The grain refinement process and mechanisms of tungsten powder during ball milling are explored based on different ball milling time. From the results of scanning electron microscopy (SEM), the model for ball milling process is proposed to include four stages: welding stage, squeezing stage, fracturing stage and dynamic balance stage. Microstructure of tungsten powder examined by transmission electron microscopy (TEM) shows that the tungsten powder ball milled for 50 h has polycrystalline grains and most of them have long strip structure with high angle grain boundaries. Nanocrystalline tungsten powder with minimum grain size of 5 nm was obtained in the final stage of ball milling.     

Preparing nano-crystalline rare earth doped WC/Co powder by high energy ball milling

The nano-crystalline rare earth doped WC/Co powder was prepared by high energy ball milling. The nano-crystalline powders were characterized by means of XRD (X-ray diffraction), SEM (scanning electron microscope) and DTA (differential thermal analysis). The results show that adding trace rare earth elements into carbides is effective to minish the grain size of WC/Co powder. The grain size of rare earth doped powder became two times smaller as compared with the undoped powder within ball milling times of 25–45 h. The XRD peak of Co phase disappeared after 25 h ball milling. A sharp peak of heat release at the temperature of 597 °C was emerged in DTA curve within the range of heating temperature. After consolidated the rare earth doped WC/Co alloy by high energy ball milling exhibits ultra-fine grain sizes and better mechanical properties.     

高能球磨法制备纳米晶Ni粉的研究

采用高能球磨法制备出了纳米晶镍粉,并利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等分析检测手段,研究了该纳米晶镍粉末的结构、形貌和相的变化。结果表明,镍粉末平均粒度和晶粒度随球磨时间增加不断减小,而应变随球磨时间增加不断增大;当高能球磨54h后,球磨产物为FCC结构的鳞片状多晶体,晶粒度为17nm左右,应变为0.48%,颗粒尺寸为150～200nm;球磨时间增加至98h,产物中出现非晶相,但仍以多晶为主,晶粒尺寸为7nm,应变为1.24%,粉末团聚严重。     

Structure evolution of Cu-based shape memory powder during mechanical alloying

The microstructures of shape memory powders of Cu-AI-Ni prepared from pure powders of Cu, AI and Ni using the mechanical alloying（MA） technique were studied by means of hardness measurement, metallograph observation, XRD and SEM. The hardness reaches the peak as the increase in hardness due to plastic deformation and the decrease in hardness due to kinetic annealing reach a balance. The process of MA leads to the formation of a laminated structure, and the layer becomes thinner with an increase in milling time. The pre-alloyed shape memory powder can be formed by milling at 300 r/min for 50 h using a planetary ball mill.