真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了成分为Ti-22Al-24Nb-0. 5Mo(原子分数,x/%)的预合金粉末,并对预合金粉末的化学成分、表面状态及流动性等进行了表征。通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti2AlNb合金,研究了真空脱气对粉末冶金Ti2AlNb合金力学性能的影响。结果表明,超声气体雾化法制备的Ti2AlNb合金粉末化学成分批次稳定性好;从粉末填充的工艺性能方面考虑,热等静压成形应选取粒度小于250μm以下的全粒度分布预合金粉末;真空脱气处理可减少粉末冶金Ti2AlNb合金的孔隙缺陷,提升合金拉伸性能的稳定性和高温持久寿命。     

粉末冶金Ti-23Al-17Nb的制备及性能

采用热等静压预合金粉末的方法制备了粉末冶金Ti-23Al-17Nb(原子分数)材料,用于试验的Ti-23Al-17Nb预合金粉末是采用气体雾化工艺制备的。研究了不同的热等静压工艺和热处理工艺对其力学性能的影响。测试了热等静压态和热处理后合金的力学性能,并对其微观组织进行观测。结果表明:热等静压后得到的材料虽然组织均匀、细小,但延伸率才达到2.0%;经固溶时效后,在材料的强度变动不大的情况下,材料的延伸率提高到了4.3%。经不同的固溶时效之后,材料的力学性能差异较大。     

热等静压对Ti-6Al-4V粉末冶金件组织和性能的影响

以Ti-6Al-4V合金棒材为原料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP)制备出高品质球形钛粉,再通过热等静压近净成形工艺将粉末压制成块,并对Ti-6Al-4V合金块体的组织和性能进行研究。结果表明:Ti-6Al-4V合金粉末经热等静压后,组织主要由等轴α相+片条α相以及少量β相组成。升温升压速率较快时,粉末颗粒内部主要以片条状的α相为主,且同一束域内的α相彼此平行,规则排列成同一取向,颗粒边界处以等轴α相为主,其力学性能超过锻件;升温升压速率较慢时,冶金件组织发生明显粗化,力学性能介于锻件和铸件之间。     

Ti-5Al-2.5Sn合金粉末热等静压压坯的致密化行为及性能

粉末冶金近净成形工艺能够制备性能要求高、结构复杂的钛合金构件.将洁净Ti -5Al -2.5Sn预合金粉末封装在低碳钢材料制造的包套中,采用热等静压进行了粉体的致密化,研究了粉末在热等静压过程中的致密化行为.由于包套对热等静压压力的屏蔽效应,致密化过程后观察到了粉末/包套体的不均匀变形;通过有限元仿真也预测到包套对包套...     

粉末冶金Ti_2AlNb环轧坯料组织与拉伸性能

以无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备的名义成分为Ti-22Al-24Nb-0. 52Mo(原子分数)的预合金粉末为原料,通过包套热等静压工艺制备了粉末冶金Ti_2AlNb合金环轧坯料(?355 mm×?200 mm×168 mm)。Ti_2AlNb合金坯料在α_2+B2两相区进行单道次环轧,变形量约为30%,变形后环轧坯结构完整,无宏观裂纹。测试了Ti_2AlNb合金坯料环轧变形前后的拉伸性能,采用扫描电子显微镜观察变形前后及热处理前后组织的演化。结果表明,粉末冶金Ti_2AlNb合金经环轧后,B2相拉长,α2相等轴化,O相板条细化,为典型的双态组织;环轧坯料经过热处理优化后,室温和高温塑性均有明显提升,综合力学性能得到显著改善;变形后O相的体积分数和尺寸变化是影响Ti_2AlNb合金高温塑性的重要因素。     

锻造工艺对BTi20合金组织和力学性能的影响

合理的锻造工艺能显著影响β钛合金的组织和性能。利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和显微硬度计研究了β锻造、α+β锻造两种工艺对新型β钛合金BTi20的显微组织和室温拉伸性能的影响。结果表明:β锻合金的锻态组织为均匀的等轴β晶粒,α+β锻合金的锻态组织为等轴初生α相和β相,两种合金锻态的强度均在1500 MPa级以上,伸长率7%左右;相变点下固溶后,两种合金中均析出了等轴状初生α相,β锻合金中初生相的体积分数高于α+β锻合金,且分布更均匀,相变点上固溶后,β锻合金中的晶粒平均尺寸大于α+β锻合金,前者强度高于后者,塑性反之;相变点下固溶时效后,β锻合金中短棒状的初生相分布更均匀,次生相尺寸更细小,强度高于两相锻合金,但塑性较低;相变点上固溶时效后,α+β锻合金的网篮组织更均匀,强度高于β锻合金,塑性相差无几,即固溶时效处理后,α+β锻合金的强塑性匹配优于β锻合金。     

钛合金粉末热等静压数值模拟及性能研究

利用大型的有限元软件MSC.MARC对钛合金粉末在热等静压(HIP)条件下的变形和致密化规律进行研究,并以典型的TC4(Ti-6Al-4V)粉末为原材料,以数值模拟为工艺指导,进行TC4粉末材料热等静压成形试验,全面分析了热等静压成形的钛合金材料的微观组织和力学性能。结果表明:粉末冶金Ti-6Al-4V微观组织均匀细密,主要有片状α相和相间β相组成,在颗粒与颗粒的交界处,有等轴α相组织的存在,这种特殊的微观组织导致粉末冶金Ti-6Al-4V材料具有不低于锻件的力学性能。     

由气体雾化和热等静压制成的超级奧氏体不镑钢粉末冶金材料的性能

高合金不锈钢热等静压(HIP)近终型(NNS)部件的应用十分广泛。生产近终型部|件的工艺包括粉末的气体雾化、将粉末填充进容器、热等静压容器和最终加工前的热处理。本文给出了由粉末冶金(PM)和热等静压(HIP)生产的,从气体雾化不锈钢粉末到全致密产品的性能报道,例如耐腐蚀性和机械性能。     

加热速度对BT25钛合金α→β相变的影响

采用高精度差分膨胀仪DIL805A/D测试了BT25钛合金在不同加热速度下的线膨胀曲线,并获得了合金在相应加热速度下的β相变温度。为了验证膨胀法得到的BT25钛合金β相变温度的准确性,用金相显微镜和定量分析软件分析了β相变温度附近不同温度保温后冷却得到的金相组织中相的相对含量和组织演变规律。根据膨胀曲线分析了BT25合金在加热过程中,不同温度范围内的相变情况。最后,采用杠杆定律得到不同加热过程中BT25合金α→β相变时α相转变体积分数与温度之间的变化关系。研究结果表明:膨胀法能够准确测定不同加热速度下钛合金的α→β相变点;随着加热速度的增加,BT25钛合金α→β相变的起始温度和结束温度都升高,相变温度区间变窄,相变速率明显增大。相变速率峰值和出现峰值的温度随着加热速度的增加也增大;利用Kissinger方程计算得出了加热过程中BT25钛合金α→β相变激活能为953.15 k J·mol~(-1)。     

β钛合金的加工特性及特殊应用

β钛合金比其它类型的钛合金容易加工.介稳β钛合金可冷轧成带材并能焊接.例如,Ti—10V—2Fe—3AL合金很容易锻造,在加工后,所有的介稳β钛合金都可时效处理,得到很高的强度及强度与断裂韧性的很好的配合.β相的弹性模量比α相低得多,因此,这些合金通过固溶处理和时效处理,改变β相的数最,能够调整“tailor”弹性模量.当今,世界上研制及生产的β钛合金示于下表.β钛合金制备预合金粉末冶金用粉末也     

热处理对TC18粉末合金微观组织及力学性能影响

采用粉末冶金工艺制备了TC18粉末合金,并基于固溶+时效热处理,系统地研究了固溶温度对合金微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,原始态TC18粉末合金的微观组织主要由α相和β相组成。随着固溶温度的增加,初生α相逐渐消失,次生α相发生粗化,同时相间距增大。由于微观组织的变化,导致TC18粉末合金的强度和硬度随固溶温度的增加先增加后降低,延伸率则呈现相反趋势。基于以上结果,进一步讨论和分析了热处理对合金微观组织及力学性能影响的本征关联。     

粉末冶金陶瓷模-热等静压技术的研究

粉末冶金陶瓷模-热等静压技术是一种适用于难成形粉末和制备复杂形状零部件的先进的近净形成形技术。作者已系统地研究了陶瓷模的制备技术。在此基础上,本工作研究了增压器涡轮的热等静压技术。研究结果表明,采用低压预成形加热等静压成形方法,制备的钛合金涡轮形状完整,无畸变现象,涡轮的相对密度达到了99.6％。此外,对Al_2O_3陶瓷颗粒二次传压介质的性能和合金粉末的致密化机理进行了讨论。     

预混合法和预合金法制备Cu-Sn粉末的显微组织和烧结性能

使用预混合法和预合金法制备了Cu-Sn粉末,研究了Cu-Sn粉末在烧结过程中的显微组织和物相变化规律,同时测试了Cu-Sn粉末在不同温度条件下的烧结性能。实验结果显示,通过预混合法制备的CuSn10、CuSn20粉末烧结态组织由α相和α+δ共析组织组成,而预合金法制备的CuSn10粉末烧结态组织则由单一的α相组成。两种方法制备的粉末在相同条件下烧结后,预混合Cu-Sn粉末的烧结体相对于生坯产生了膨胀,预合金铜锡粉末烧结体则表现为收缩,且预合金Cu-Sn粉末烧结后的断裂强度、含油率和有效含油率均高于预混合粉末。     

包覆热轧制备粉末冶金TiAl合金板材及热加工行为研究

采用超声气体雾化法制备洁净的TiAl预合金粉末,再经粉末除气、封装、热等静压致密化等工序获得TiAl基合金热轧板坯,之后包覆热轧制备粉末冶金TiAl基合金板材。轧制过程中材料的应变、应力状态、温度场分布非常复杂,本实验采用Gleeble热模拟试验机和有限元（FEM）模拟相结合,确定热加工工艺窗口,优选出热轧工艺参数,并热轧得到组织均匀、性能良好、尺寸为220mm×370mm×2mm的粉末冶金TiAl基合金板材。板材室温拉伸性能Rp0.2为608MPa,Rm为668MPa,A为2．56％;1000℃拉伸性能只眦为163MPa,Rm为330MPa,A为32．0％;焊接成形性良好,焊缝无缺陷及二次裂纹产生,焊缝区域显微组织与基体差别不大。     

高强钛合金冷轧管材显微组织及力学性能研究

采用Gleeble—3800型模拟试验机对Ti-1300钛合金进行冷压缩试验。通过室温拉伸性能测试和组织形貌观察，研究了挤压温度、冷轧变形量和热处理对Ti-1300钛合金冷轧管材显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：Ti-1300钛合金冷轧管材在相变点挤压制备管坯，并控制冷轧变形量为30%,能够获得良好的强度-塑性匹配。冷轧管材经固溶处理后具有较低的强度和较好的塑性，其α+β两相区固溶组织主要由大量的球状或拉长的α相以及残留的亚稳定β相组成；β单相区固溶组织主要由等轴的β晶粒组成。时效态冷轧管材的强度显著提高，其组织主要由球状或拉长的初生α相、针状次生α相以及β基体组成。     

硅黄铜预合金粉末在金刚石工具中的应用

采用气水耦合雾化法制备了含有质量分数0.4%稀土Ce的硅黄铜预合金粉末, 在680~720 ℃热压烧结预合金粉末, 获得了致密烧结体。通过洛氏硬度计测试烧结体硬度为HRB62~65, 使用万能力学实验机测试烧结体抗弯强度为530~550 MPa, 利用扫描电子显微镜观察烧结体基体微观组织为α相黄铜, 组织中还存在蠕虫状及花状的弥散银灰色(β'+γ)相。选择添加质量分数20%的硅黄铜预合金粉末配方(铁粉+铜粉+锌粉+预合金粉末)制备花岗岩切割用金刚石刀头, 与单质粉末混合配方(铁粉+铜粉+锌粉)制备的刀头相比, 添加硅黄铜预合金粉末的刀头硬度增加22%, 抗弯强度降低8%, 刀头锋利度和使用寿命整体提升, 胎体磨粒夹杂减少, 并出现大量排屑沟槽。     

元素粉末冶金方法制备TiAl基合金

详细介绍了采用元素粉末冶金方法制备TiAl基合金的机理、工艺方法及材料性能,元素Ti,Al粉末在一定温度下的反应合成主要由扩散控制,包括产生TiAl_3相和TiAl_2相的中间化过程,元素粉末冶金TiAl合金的工艺方法有元素粉末Ti,Al的反应烧结、热压或热等静压,热爆合成,元素TiAl箔片的反应合成等,采用这些方法制备的TiAl基合金具有均匀、细小的组织,但其力学性能受氧含量及孔隙的严重影响。     

钛合金的界面相

近年来,国外采用了先进的实验手段和技术,对钛合金特别是对Ti-6A1-4V合金相变及动力学的研究作了大量的工作。随着对钛合金断裂和疲劳过程研究工作的迅速发展,在α-β钛合金中,α相和β相之间的界面相问题又引起了重视。国内对Ti—6A1—4V合金组织与性能的关系及相变过程进行了许多工作。同时,也开展了对界面相的研究。我们在研究TC4合金组织和性能的关系时得出:经(α—β)区上部温度缓     

粉末冶金Ti-5Al-2.5Sn ELI合金稳定性分析

采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备了洁净Ti-5Al-2. 5Sn ELI预合金粉末,并利用包套热等静压工艺制备了全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮。测试了6个不同批次Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金的化学成分和力学性能,统计了不同批次粉末合金的性能及成分变化规律。研究结果表明,采用包套热等静压工艺可获得全致密的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金,合金成分稳定均匀,力学性能接近锻造合金的水平且稳定性好。采用该工艺制备的Ti-5Al-2. 5Sn ELI合金叶轮与包套界面反应小,且组织中晶粒细小均匀,无孔隙缺陷。     

实验和模拟方法研究Ti-10V-2Fe-3V合金在β单相区加工过程中的动态再结晶

<正>钛合金具有低密度、高比强度、优良的抗腐蚀性和高温力学性能,作为结构材料广泛应用于航空、航天等领域。通常采用热机械方式对钛合金进行加工,通过调控合金的显微组织来获得应用所需的综合力学性能,进而延长材料的服役寿命。一般来讲,根据加工温度范围的不同,钛合金的热加工方式分为两种:α+β两相区加工和β单相区加工。在α+β两相区加工的钛合金具有等轴组织,即等轴的α相分布在β基体上,该组织特征的合金具有较高的塑