第二组元对铁基高温合金显微组织的影响

采用气体雾化法制备Fe-12Cr-2.5W-0.4Ti-0.25(Y2O3)铁基合金粉末,分别在该粉末中添加1%Al粉和1%Fe2O3粉,在1 250℃下热挤压,随后在1 050℃热处理。通过X射线衍射、扫描电镜和光学显微镜等研究Al和Fe2O3对铁基合金热挤压和热处理态显微组织的影响。结果表明:与基体合金相比,Al的添加可促进铁素体基体中元素的扩散,导致晶粒尺寸增大,同时由于Fe、Al互扩散系数的差异引起柯肯达尔效应,使合金孔隙度增大;添加Fe2O3后合金的孔隙度更大,氧化物和大量残余孔隙阻碍晶粒长大,因而晶粒尺寸减小。3种合金在1 050℃进行热处理时晶粒的长大规律均满足BECK方程,添加Al可提高合金的晶粒生长指数,而添加Fe2O3则相反。     

铁基高温合金氧化物强化相的形成和演化

采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析、差示扫描量热法(DSC)分析、金相观察和显微硬度测定,研究铁基合金Fe-14Cr-3W-5Ti-3Y-2.2O(质量分数,%)中氧化物弥散相的形成和演化过程,以及氧化物弥散相对铁基合金的强化作用。结果表明:在高能球磨过程中,TiH2、YH2和Fe2O3可以在雾化粉末Fe-14Cr-3W基体中充分固溶;在随后的压制、烧结过程中,当烧结温度为950℃时弥散相以Ti2Y2O7相的形式析出,其强化作用不明显,合金的显微硬度只有250HV;当烧结温度为1100℃时,烧结体致密度得到提高,弥散相强化效果显著,合金的显微硬度为798HV;随着烧结温度的提高,析出相粒子长大,合金的显微硬度降低。     

氧的添加方式对14YWT铁基合金力学性能的影响

采用氧含量测定、XRD、SEM、能谱分析和显微硬度测定,研究氧的添加方式对铁基合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:在雾化加氧过程中,雾化液滴在冷凝时与氧接触,使合金中引入氧原子,氧以固溶形式存在于雾化粉末中;粉末经500℃氧化4h后,氧达到扩散固溶度后直接在粉末颗粒表面聚集,形成氧化膜;经高能球磨后,氧在氧化粉末中的固溶度得到提高,氧以固溶的方式均匀分布在破碎的球磨粉末中;在退火态氧化粉末合金中,被拉长晶粒由未破碎粉末组成,内部存在大量晶界,在晶界处氧含量偏高,析出相优先形成,显微硬度也较高;等轴晶由破碎的细小粉末颗粒组成,氧含量较低,合金的显微硬度较低;雾化粉末经球磨后氧分布较均匀,所获得的铁基合金硬度分布也较均匀。     

适用于工业制造的烧结硬化解决方案

在粉末冶金零件生产中,烧结硬化被认为是替代后续热处理工序的一种经济易行的方案。近年来烧结硬化材料和工业应用已取得很大进展,其中Ni和Mo是最常用的合金元素,然而Ni和Mo价格的增长和剧烈波动使制造商面临巨大的成本压力。含Cr合金材料虽然具备合理的价格和良好的淬硬性,但对烧结气氛类型和质量的严格要求限制了其更广的应用。为拓宽烧结硬化的应用范围和增强粉末冶金工艺的竞争优势,市场强烈需求同时具备成本效益和高度稳定性的合金材料。通过在工业条件下生产典型的粉末冶金零件,对比了Ni-Mo和Cr-Mo体系的传统粉末冶金材料与新开发的低合金材料的力学性能以及尺寸稳定性,从而给出适应不同工业生产条件的材料选择方案。