热等静压后钛合金粉末的压实性研究

粉末冶金法(P/M)制备的Ti-6Al-4V零部件具有密度低、耐蚀、抗氧化、机械性能好等特性。虽然其价格比铁或铜的高，但还是越来越广泛地用于航空等工业部门。为降低制造成本，须开发近净形技术，P/M可制备近净形件。 P/M工艺中通常采用冷等静压、无压力烧结、烧结锻造、热压、热等静压(HIP)来压实粉末。采用HIP可获组织细小均匀、机械性能好、高质量的钛合金部件。为缩短加工时间、降低成本，用适当的有限元分析模(FEM)来预测HIP时粉末的压实性和变形是非常必要的。 韩国研究人员采用Abouaf基本中称为Abaqus的蠕变子程序来计算不同温…     

钛合金粉末在热等静压过程中的塑性变形规律性

粉末材料的热等静压过程在一系列成形工艺中占有特殊地位，这是因为粉末材料的压缩与变形是靠均匀的外界压力实现的，而不是靠通常的要移动工作器具来实现． 如果在大多数典型的金属压力加工过程中决定变形抗力大小的仅仅是受力条件，那么在热等静压时决定它的既有最终热力参数的加荷轨迹，也有材料在压缩与变形下的流变力学． 在粉末材料热等静压过程中金属加工的主要任务是：把粉末材料压缩至无孔状态；使被压材料形成给定的粒度与相组织；制取给定形状与尺寸的零件或压坯． 在此，工艺操作的主要因素有：热等静压工艺参数（压力、温度、…     

粉末冶金高强韧钛合金的界面反应层研究

采用预合金粉末热等静压(hot isostatic pressing ,HIP)近净成形工艺制备了一种新型高强韧钛合金,研究了钛合金与低碳钢包套的界面反应。结果表明,钛合金与低碳钢包套之间存在波浪状的界面反应层,其厚度为8μm,钛合金中的合金元素Al、Mo和V向低碳钢中发生了一定程度的扩散,而两种材料的基体元素Ti和Fe发生扩散的程度要明显低于前者;通过选择性化学洗可以将包套去除,并将反应层厚度减少2.5μm,但微观上仍存在波浪状反应层;通过后续的喷砂处理可以进一步减小反应层厚度,并且使界面反应层平直。     

TC11钛合金粉末涡轮盘热等静压成形数值模拟研究

为了成形复杂结构的涡轮盘零件,采用粉末热等静压工艺(HIP),设计了粉末净成形和粉-固扩散连接成形两种方案,使用MSC.MARC软件,在Shima模型中嵌入TC11钛合金材料参数进行数值模拟研究。模拟结果显示:粉末净成形的模具变形是粉-固扩散连接成形的2倍左右;粉末净成形的粉末体在热等静压后,关键部位出现明显的密度梯度分布,相对密度较低,粉-固扩散连接成形的相对密度分布的均匀性优于粉末净成形,所以粉-固扩散连接成形方案优于粉末净成形方案。试验结果显示:热等静压工艺可以实现闭式涡轮盘的净成形。     

钛合金粉末热等静压近净成形成本分析

采用粉末冶金热等静压近净成形(NNS-PM-HIP)技术制备了几种典型的钛合金结构件,利用技术成本模型分析了NNS-PM-HIP工艺制备钛合金构件的经济性,并与其他成形工艺进行了对比。结果表明:随着工件尺寸的加大、复杂程度的提高,包套/模具的制作以及热等静压成为影响采用NNS-PM-HIP技术制备钛合金构件成本的主要因素。有限元模拟仿真的介入和工件的批量化生产使得NNS-PM-HIP工艺的成本显著降低。与锻造等工艺相比,工件越复杂、尺寸越大,以及原材料成本占总成本比例越低,NNS-PM-HIP工艺成形钛合金构件的优势越发突出。     

钛合金铸件的热等静压和氢处理工艺研究

本文主要介绍了钛合金铸件使用的热等静压处理（HIP）及氢处理（THT）这两种热处理工艺对其显微组织和力学性能的影响以及工程应用。热等静压处理可以消除铸件内部的封闭孔洞，减少铸件缺陷。氢处理可以显著提高钛合金的拉伸、疲劳、持久等性能。     

TiAl合金粉末热等静压技术研究进展

TiAl合金具有高熔点、低密度、高比强度,良好的高温抗氧化、抗蠕变等性能,在航空航天及汽车发动机等领域应用前景广阔。粉末热等静压技术能够实现复杂形状TiAl合金零件的一体化成形,并且获得的零件晶粒尺寸细小、成分均匀、力学性能优异。本文介绍了TiAl合金雾化粉末制备原理与粉末热等静压致密化技术,评述了TiAl合金雾化粉末及经过热等静压和热处理后组织性能的研究进展,分析了TiAl合金粉末热等静压技术当前存在的一些问题,并对该技术的未来发展提出展望。     

热等静压工艺生产高强韧球墨铸铁件

介绍了热等静压生产工艺及作用,详细阐述了高压泵泵体铸件的生产工艺:采用水平分型无箱造型线造型;中频炉熔炼,严格控制铁液化学成分;采用Fe Si Mg8RE5球化剂,BS-1型Si-Ba孕育剂;盖包冲入法进行球化处理;铸件浇注后进行热等静压工艺处理。生产结果显示,铸件的金相组织为44.97%铁素体+42.28%珠光体+12.55%球状石墨,铁素体、珠光体与球状石墨组织分布均匀,石墨球更趋圆整;铸件的强韧性、硬度以及抗疲劳强度有了较大的提升,符合技术要求。     

钛合金热等静压模拟本构关键参数确定及工艺优化

对钛合金粉末热等静压进行数值模拟,以预测材料的成形性能;采用本构为MSC.Marc软件中嵌入的Shima模型,通过对该数值模型的分析;制定了本构模型中TC4材料模拟所需材料参数的测定方法。针对航空类典型环形零件的成形,应用数值模型,通过对多种不同工艺制度参数的对比,得到了热等静压过程中的关键参数压力、温度曲线的优化制度。利用热等静压制备了实际的环形样件,数值模拟与试验结果吻合较好,说明数值模拟可对零件的热等静压工艺过程进行预测,同时也为复杂零件的成形预测奠定了基础。     

热等静压不锈钢包套与钛合金界面反应研究

采用热等静压成形钛合金粉末包套,研究不锈钢包套取样位置与钛合金的界面反应规律,并对界面处扩散层微观组织进行观测及表征。结果表明,包套边角部位与钛基体界面处出现粉末原始颗粒边界,扩散层整体较为平直,其在交界附近反应生产了脆性相,并在机加工取样过程中发生了破碎与开裂,钛合金侧的扩散层总厚度约为64μm;包套芯部与基体的界面凹凸不平,呈锯齿波状,反应层厚度约为245μm,这种波状的粗糙表面在外加循环载荷时,容易成为裂纹源,从而降低钛合金的疲劳性能。     

热等静压钛合金与低碳钢包套间的界面反应层研究

采用预合金粉末热等静压(hot isostatic pressing,HIP)近净成形工艺制备了一种新型高强韧钛合金,研究了钛合金与低碳钢包套的界面反应.结果 表明,钛合金与低碳钢包套之间存在波浪状的界面反应层,其厚度为8μm,钛合金中的合金元素Al、Mo和V向低碳钢中发生了一定程度的扩散,而2种材料的基体元素Ti和F...     

热等静压成形Inconel 718粉末合金的显微组织和力学性能

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法(electrode induction melting gas atomization,EIGA)制备了Inconel718预合金粉末,并利用SEM对合金粉末进行了表征,通过预合金粉末热等静压工艺制备了Inconel 718粉末合金坯料并测试了力学性能。研究结果表明,镍基合金Inconel 718易于制得化学成分满足要求的洁净粉末,但热等静压过程中碳化物形成元素扩散至粉末表面,并以氧化物为核心生成包含Ti和Nb的碳化物以及Ni3Nb的硬质薄膜,形成粉末高温合金的原始颗粒边界(prior particle boundaries,PPBs),使粉末合金的塑性、韧性和持久性能低于锻造合金。通过后续工艺抑制或消除热等静压过程中产生的原始颗粒边界可显著提升材料的综合力学性能。     

热等静压处理ZTC4钛合金低温热处理过程中组织演变

研究了低温热处理后热等静压处理的ZTC4的组织演变规律。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)分析了不同尺度的组织特征。研究结果表明:原始组织由粗大的β晶粒和不同取向的α、β片层组成;温度由100℃升高到300℃,组织形态基本没有变化;当热处理温度在400℃时,α、β片层的形态由均匀变为不均匀。元素的微区扩散是造成这种现象的主要原因。     

铸造及热等静压的Ti—62222S合金

在铸态和热等静压状态下,对Ｔｉ－６２２２２Ｓ（Ｔｉ－６Ａｌ—２Ｓｎ—２Ｚｒ－２Ｍｏ－２Ｃｒ－Ｓｉ）合金进行了可铸性研究,并选择四种热处理方法,分析了不同热处理制度对该合金显微组织和机械性能的影响。 采用流动性模具进行铸造试验,以比较Ｔｉ－６２２２２Ｓ合金和Ｔｉ－６４（Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ）合金填充各种厚度断面的能力．首先清除模具表面,并将板从模具上切下,将填充率作为板厚的函数．结果表明,在Ｔｉ－６４合金中,板厚为１．５ｍｍ时,即完全被填充,而在Ｔｉ－６２２２２Ｓ合金中,直到２．５ｍｍ板厚时,才被完…     

热等静压对SEBM成形TC4钛合金性能的影响分析

由于选区熔化成形的TC4钛合金致密程度不高,因此针对电子束选区熔化技术（SEBM）成形的TC4钛合金,随炉进行热等静压试验,研究分析热等静压处理后合金的微观组织和力学性能。结果表明,经过热等静压处理后的TC4钛合金试件通过排水法测试出的相对密度达到了99%以上,几乎完全致密。对拉伸试样并进行室温拉伸试验,热等静压处理后的试件呈现出抗拉强度下降,塑性提高的趋势,抗拉强度为640.49 MPa,低于SEBM成形件的760 MPa,断裂伸长率达到19.95%。试样断口呈现被拉长的杯锥状及数量少、形状大且深的韧窝。热等静压过处理后的试件呈现出网篮组织,整体均匀细致,在β晶界内密集的片状α相互交错分布,且伴随着等轴α相。     

热等静压硬质合金的性能

HIP处理WC－6％Co、WC－11％Co等合金降低了合金的孔隙度,提高了合金的密度;减少了合金强度性能的波动范围,对获取优质硬质合金材料有重大实际意义。同时指出当烧结合金密度达到某一临界值时,合金无需包套可直接进行HIP处理。     

热等静压及后续热处理对铸造铝合金叶片力学性能的影响

本文应用抗拉试验、冲击试验、疲劳试验、无损检验及显微分析等手段 ,对ZL4 0 2、ZL4 0 1合金铸造叶片的热等静压 (HIP)及后处理工艺进行了研究。结果表明 :HIP处理使叶片的气孔、疏松、针孔等缺陷得到了愈合 ,改善了叶片综合力学性能及其分散程度 ,大大提高了材料的抗疲劳性能 ;HIP后进行T6处理 ,将导致叶片严重的变形和开裂 ;HIP后进行一个月的自然时效或 4 0～ 70℃× 4 8h人工时效 ,有利于提高叶片强度。     

热等静压技术对金刚石工具制品性能的影响

采用热等静压和传统热压两种烧结方式对Co粉进行烧结,研究两种烧结工艺所得制品在密度、硬度、抗冲击强度、抗弯强度等力学性能以及锯切性能上的差异。结果表明:相比传统热压烧结而言,采用热等静压烧结制备的金属胎体,在相对密度、抗冲击强度、抗弯强度、锯切性能方面都有明显提升;采用热等静压工艺烧结的制品,其硬度较传统热压烧结的制品的略低。利用热等静压烧结制备的金刚石绳锯产品,在锯切试验中表现出良好的性能。