粉末粒度对Ti-35A1多孔材料孔结构的影响

粉末粒度是影响Ti-35Al多孔材料孔结构的主要因素之一.本文采用元素粉末反应合成工艺制备Ti-35Al 多孔材料,在其它制备参数一定的条件下,系统研究Ti/Al元素粉末的粒度与Ti-35Al多孔材料的孔隙度、孔径和透气度等孔结构参数之间的定量关系.结果表明:粉末粒度是决定Ti-A1合金多孔材料最大孔径的主要因素,多孔...     

Ti?Al?8V?5Fe合金粉末的制备及性能

为制备3D打印用粉末原料,选用真空自耗电弧熔炼技术制备的无“β斑”Ti?1Al?8V?5Fe（Ti185）合金锭,经高温锻造成?100 mm棒材作为电极棒,采用等离子旋转电极雾化技术制备球形Ti185合金粉末,利用振动筛分法、扫描电子显微镜、X射线衍射分析等手段对粉末性能进行表征。结果表明:Ti185合金粉末粒度分布较宽,主要在44～150 μm之间,粉末的氧含量（质量分数）≤0.14%,粒度≤44 μm粉末的收得率为11.6%。粒度≤150 μm粉末的流动性为24.79 [s?(50 g)?1],松装密度为2.79 g?cm?3,振实密度为2.99 g?cm?3。等离子旋转电极雾化技术冷却速度快,所制备的Ti185合金粉末均为β相,粉末颗粒球形度较高,基本无卫星粉。此外,粒度≥124 μm的粉末表面为胞状枝晶组织,存在少量很浅的凸凹不平的微小缩孔,内部组织为快速凝固形成的胞状结构,晶界粗大明显,呈多点形核特征。随着粉末粒度的减小,冷却速度提高,粉末颗粒表面的胞状枝晶组织逐渐减少,粒度44 μm以下粉末颗粒的表面较光滑,内部组织形核点明显增多且呈现放射状生长趋势,组织明显细化。     

生物医用Ti6Al4V合金粉末注射成形工艺研究

钛及钛合金具有高比强度、低弹性模量、优良的耐蚀性和绝佳的生物相容性,但较差的加工性能大大限制了其应用范围。钛及钛合金金属粉末注射成形工艺克服了机加工、模压等传统加工工艺的缺点,结合传统粉末冶金和注塑成型的优势,实现了结构复杂的钛及钛合金产品低成本、大批量近净成形,提高了材料利用率。本文利用水溶性黏结剂和粉末粒度为16 μm和22 μm的商用球形Ti6Al4V合金粉制备了注射料和相应的试样,通过实验确定了气氛热脱黏结合真空烧结的最佳工艺,基于该工艺制备得到了两种注射料的烧结试样。结果表明:粉末粒度为16 μm注射料烧结件杂质含量未能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准;粉末粒度为22 μm注射料烧结件物理化学性能如下,极限拉伸强度880 MPa,屈服强度830 MPa,延伸率13.2%,相对密度96.8%,氧质量分数为0.195%,氮质量分数为0.020%,碳质量分数为0.022%,该试样整体性能满足外科植入用金属注射成形Ti6Al4V组件标准。     

水基凝胶注Ti-6Al-4V合金坯体

将凝胶注模工艺应用于金属Ti6Al4V合金粉末的成形,研究了高固相含量的Ti6Al4V合金粉末的料浆的制备,比较了金属浆料与陶瓷浆料的不同。结果表明粉末的颗粒形状是影响浆料固相含量的重要因素,浆料的固相含量随分散剂的增加而增加。最后制备出了固相含量为54%(体积分数,下同)的钛合金粉末浆料和形状复杂的坯体。坯体的抗弯强度随气雾化(GA)Ti6Al4V含量增加先增大后减小,随着坯体的固相含量增大而减小。当GA-Ti6Al4V含量为80%,固相含量为50%时生坯抗弯强度最大,为18.5 MPa。     

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.     

铝与K2TiF6混合粉末的高能球磨反应

以Al粉和K2 TiF6 混合粉末为原料 ,利用高能球磨法制备Ti Al基金属间化合物。采用XRD ,SEM ,EPMA和DTA等方法对球磨 1,2 5 ,5 ,8h的粉末进行分析 ,在球磨时间超过 2 .5h的粉末中有TiAl3,TiAl出现 ,并伴有副产物KAlF4 和K3AlF6 生成。随着反应的进行 ,产物中TiAl相含量逐渐增加 ,产物粒度可达纳米级。     

EIGA雾化法制备3D打印用Ti6Al4V合金粉末

根据3D打印技术对金属粉末的特性要求,采用真空电极感应熔化气雾化法(EIGA)制备了Ti6Al4V合金粉末,研究了不同气雾化压力对粉末化学成分、粒径分布、颗粒形貌、流动性能的影响。结果表明:EIGA雾化法制备的Ti6Al4V合金粉末的氧增量小于0.02%(质量分数),雾化过程中会形成一部分"卫星球","空心粉"颗粒。随着雾化压力的升高,粉末的平均粒径逐渐减小,流动性能变差。根据3D打印技术对粉末性能的要求,雾化压力控制在3.2~3.6 MPa为宜。     

电化学抛光对选区激光熔化成形Ti6Al4V牙冠表面质量及耐蚀性能的影响

研究了电化学抛光过程中电解液比例、电压、电解时间等参数对选区激光熔化成形Ti6Al4V牙冠表面质量及耐蚀性能的影响。结果表明，选区激光熔化成形的Ti6Al4V牙冠表面粗糙度较大，有明显的熔池边界及台阶，试样表面粘结大量粉末颗粒，初始粗糙度高达30μm。在体积比1:8的高氯酸和醋酸电解液中进行电化学抛光，当电压较小（10 V）时，只能去除表面粘附的粉末颗粒，抛光效果不明显；当抛光电压较高（50 V）或高氯酸和醋酸比例较大时，表面抛光过度，导致局部凹凸不平，粗糙度明显上升。在30 V电压下抛光30 min后，表面质量较好，表面粗糙度约为1μm，达到使用要求。经抛光处理后的Ti6Al4V牙冠表面的耐蚀性能大大提升，相比于未进行表面处理的牙冠，其耐蚀性能提高近一个数量级。     

粉末特性对烧结Sm2(Co、Fe、Cu、Zr)17合金磁性能的影响

为深入了解烧结Sm2(Co、Fe、Cu、Zr)17合金磁性能与所用粉末特性的关系,通过设计不同球磨工艺,对不同滚动球磨条件下所制粉末进行了粒度和氧含量的测量,观察了滚动球磨与振动球磨两种方式下所制粉末的颗粒形状.研究了粉末粒度与形状对合金磁性能的影响.实验结果表明,粉末粒度在4～6μm时对应的合金磁性能最高;粒度≥6μm时,随粒度增大磁性能下降;粒度≤4μm时,随粒度减小磁性能下降;规则形状粉末所制合金磁性能优于不规则形粉末.     

含Hf镍基粉末高温合金快速凝固粉末颗粒特性

采用扫描电镜、透射电镜及其附带的能谱仪和碳复型萃取技术等多种手段研究了不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒显微组织、枝晶间合金元素偏析和析出相.发现Hf含量可以改变粉末颗粒内部树枝晶、胞状长大晶和微晶凝固组织的比例,粉末的快速凝固组织形态主要取决于冷却速率和固液界面前沿温度梯度与长大速度的比值.不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒中,Nb、Ti、Zr和Al均富集于枝晶间,Co、Cr、W和Ni均富集于枝晶轴.当Hf质量分数为0.3%时,Ti、Nb、Zr、Hf等强碳化物形成元素的枝晶偏析程度最小.在快速凝固粉末颗粒中,Hf对氧含量比碳含量更敏感,优先形成更稳定的氧化物HfO₂.     

射频等离子体制备球形Ti—6Al—4V粉末性能表征

以不规则形状的Ti-6Al-4V(TC4)粉末为原料,通过射频等离子体球化处理制备了球形TC4粉末,并研究了球化处理对粉末特性及加料速率对粉末球化率的影响.利用扫描电子显微镜、激光粒度分析和霍尔流速计分别对其粉末微观结构、粒度分布和粉体性能进行了测试和分析.结果表明:TC4粉末经等离子球化处理后得到表面光滑、球形度好及球化率可达到100%的球形粉末;球化处理后,粉末的松装密度、振实密度和粉末流动性得到明显改善,粒度略微增大;随着加料速率的增加,TC4粉的球化率逐渐降低.     

固溶温度对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织及性能的影响

采用扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM)研究了固溶热处理对Ti6Al4V ELI钛合金显微组织的演变规律,以及显微组织对力学性能的影响关系,结果表明:随着固溶温度的升高,Ti6A14V ELI钛合金初生αp相含量降低,片层α相厚度和β晶粒尺寸均增加;钛合金强度和塑性均随着固溶温度的升高而降低,在952℃固溶后时效,抗...     

元素粉末法制备TiAl基合金

详细综述了采用元素粉末法制备TiAl基合金的机理研究,工艺方法及材料性能。元素里,则在一定温度下的反应合成主要由扩散控制,包括产生TiAl₃相和TiAl₂相的中间化过程。由元素粉末制备TiAl合金的工艺方法有Ti,Al元素粉末的反应烧结、热压或热等静压、热爆合成、元素Ti、Al箔片的反应合成等。采用这些方法制备的TiAl基会金具有均匀、细小的组织,但其力学性能受氧含量及孔隙的严重影响。.     

粉末粒径对Cu-Al多孔材料孔结构的影响

在元素粉末反应制备多孔材料中,原料粉末粒度是影响其多孔结构的主要因素之一。本文通过元素粉末反应合成的方法制备Cu-Al多孔材料,研究原料粉末的粒径对Cu-Al多孔材料孔径、孔隙度、透气度和体积膨胀率等参数的影响。结果表明:Al粉粒径是影响Cu-Al多孔材料最大孔径的主要因素,材料的最大孔径dm与Al粉粒径dp之间严格遵循dm=0.48dp的线性变化规律;Cu粉粒径则对Cu-Al多孔材料最大孔径影响较小。当粉末粒径在48.5μm以上时,粉末粒径的改变对Cu-Al多孔材料的开孔隙度和总孔隙度影响不大。在实验研究范围内,Cu-Al多孔材料的体积膨胀率随粉末粒径的增大而增大;当粉末粒径很小时,Cu-Al多孔材料存在体积收缩的趋势。     

金刚石含量与粒度对钛铝氮结合剂/金刚石复合材料组织的影响

采用Ti、Al、TiN、石墨和金刚石粉体为原料,通过自蔓延高温烧结制备Ti_2AlN结合剂/金刚石复合材料,研究金刚石颗粒的含量和粒度对该复合材料的物相组成与显微形貌的影响。结果表明,原料粉末发生自蔓延反应,生成Ti_2AlN基体相,同时亦生成TiN、Al N和Al3Ti相,金刚石表面生成致密的TiC或Ti_2AlC。当金刚石粒度较粗(30/40,80/100目)时,金刚石表面反应程度较差,形成不连续的TiC与Ti_2AlC组织,基体的主相为Ti_2AlN。当金刚石粒度较细(W20)时,金刚石表面C元素与Ti充分反应生成TiC,基体主相变成TiC和TiN,未形成Ti_2AlN。当金刚石粒度为170/200目时,随金刚石含量增加,金刚石与基体元素的反应程度增加,基体中TiC和Al含量随之增加,而Ti_2AlN含量相应减少。     

近β型钛合金透平叶片的开发

T_1-6Al-4V透平叶片已经实用化,但为了进一步提高透平效率,使其更小型化,就有必要采用比Ti—6Al—4V更轻,强度更高的钛合金.另外,为了降低产品的加工成本,要选用可进行近净形加工的热加工性能好的钛合金.目前最有希望的合金是Ti—10V—2Fe—3Al     

2种3D打印用雾化Ti-6Al-4V合金粉末的对比研究

分别利用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化(VIGA-CC)和等离子旋转电极(PREP) 2种技术制备出球形Ti-6Al-4V合金粉末,利用扫描电子显微镜(SEM)、同步辐射CT扫描-三维重建和脉冲炉-质谱仪联机仪器等分析手段对不同粒径的Ti-6Al-4V合金粉末的孔洞缺陷、氩气含量、硬度进行表征。结果表明,VIGA-CC粉末粒度分布宽,细粉收得率较高,粉末粒度分布在40～180μm之间; PREP粉末粒度分布较窄,主要集中在110～180μm之间。Ti-6Al-4V合金粉末内部的孔隙率、气体含量和孔尺寸随着粉末粒度的增大而增大,且相同粒径范围内VIGA-CC粉末的气孔率多于PREP粉末;随着粉末粒径的减小,粉末截面组织逐渐细化,硬度值逐渐升高,整体上VIGA-CC粉末的硬度值高于PREP粉末。     

一种强度高耐、腐蚀性好的钛合金

这是日本研制的粉末冶金热压制的铁—钛合金,与通常的Ti—6Al—4V以及近几年开发的Ti—5Al—2.5Fe钛合金相比,它的强度更高.耐腐蚀性更好。该合金在β区热处理后.利用     

齿科用钛合金粉末粒度对激光选区熔化工艺适用性研究

激光选区熔化(SLM)是一种在医疗领域应用越来越广泛的3D打印工艺,用SLM技术打印齿科钛合金粉末,可以制作出个性化且具有复杂结构的口腔医疗器械。为了研究粉末粒度对SLM工艺的成形适用性,本研究选择了齿科用Ti-6Al-4V合金粉末作为成形材料,通过不同目数的筛网对粉末进行分级,得到不同粒度范围的钛合金粉末。采用EOS M280设备分别成形不同粒度范围的粉末,并对成形过程和成形件表面质量进行对比分析,得出当粉末粒度范围为15~53μm时,熔道连续无缺陷,成形件表面光滑平整,有金属光泽。该粒度范围粉末成形件的内部孔洞很少,强度和塑性均优于铸造件。粒度范围为15~53μm的齿科用钛合金粉末适用于激光选区熔化工艺。     

过渡金属元素在L10-TiAl中占位行为的热力学研究

从合金热力学的角度,采用一种普适化的三亚晶格热力学模型,辅助以第一性原理总能计算的方法,研究了常用于添加在L10-TiAl基金属间化合物中的12种过渡族金属元素的占位行为随Ti/Al比和温度的变化情况.结果表明,在1173 K,合金化元素含量固定为2％(原子分数),Ti/Al比从0.6增加至1.4时,Ti和Al本身具有很强的占位有序性.当温度固定为1173 K,Ti/Al比从0.6增加至1.4时,合金化元素按其占位行为可以分为两大类,其中,V,Ta,Mo,Mn,Cr,Zn和W元素随Ti/Al比的增加,其占位行为在Ti/Al=1附近出现了从占Ti位到Al位的突变;Zr,Nb,Tc,Co和Ag元素的占位行为随Ti/Al比变化没有明显变化.当Ti/Al=1,合金体系固定为Ti0.49Al0.49M0.02,温度从200 K增加至2000 K时,合金化元素按其占位行为同样可以分为两大类,其中,V,Ta,Mo,Tc,Co,Mn,Cr,Zn和W元素随温度升高,其占位行为从完全无序转变为具有明显的占位倾向性;Zr,Nb和Ag元素的占位行为随温度升高没有显著变化.比较表明,Ti/Al比对合金化元素占位行为的影响大于温度的影响.该结果与大部分文献报道的实验和计算结果吻合.