钛合金HIP近净成形技术在航天上的应用

介绍了钛合金热等静压(HIP)近净成形的工艺特点及其在国内外航天领域的应用情况.与锻造、精密铸造、机械加工等传统成形方法相比,HIP近净成形钛合金综合力学性能高,节约原材料、成形周期短.由于产品的综合力学性能高、尺寸精度可控性好,HIP近净成形技术非常适合异型结构件特别是含空间曲面结构件的精密成形.     

钛及钛合金粉末制备与近净成形研究进展

钛及钛合金以其优异的性能,广泛应用于航空航天、能源化工、生物医疗等高端领域。粉末近净成形技术能够实现钛及钛合金的绿色、低成本和高性能精密制造,有助于进一步扩大其应用范围。本文从钛粉制备、成形技术、性能与应用方面,对目前钛及钛合金粉末近净成形技术取得的研究进展进行了简要论述,并根据各技术目前面临的问题,提出了未来的发展趋势。     

TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形研究进展

概述了TiAl合金气雾化制粉及热等静压成形的主要研究成果。在TiAl合金粉末制备方面,重点介绍了气雾化制粉工艺、粉末粒度控制、粉末氧含量控制和粉末组织特征。针对热等静压技术,介绍了TiAl合金粉末热等静压致密化过程及机理,总结了采用热等静压近净成形工艺制备TiAl合金转捩片的研究成果。结合粉末冶金TiAl合金研究进展,提出了未来TiAl合金粉末制备及成形技术的发展方向。     

热等静压对喷射成形TiAl基合金孔隙率的影响

着重研究了气体辅助喷射成形和离心喷射沉积形成的Ｔｉ－４８Ａｌ－２Ｍｎ－２Ｎｂ金属间化合物的孔隙率以及热等静压工艺对合金孔隙率的影响，利用Ｑｕａｎｔｉｍｅｔ图象分析仪定量测试了各种状态样品的孔隙率。结果表明，气体雾化成形合金的孔隙率约３．２９％，离心喷射盛开有合金的孔隙率约２．２０％，孔隙率的大小与喷射成形工艺密切相关。     

热等静压FGH95粉末涡轮盘

采用氩气雾化和等离子旋转电极雾化两种制粉工艺制备的ＦＧＨ９５粉末和双韧化（颗粒界面韧化＋热处理强韧化）热等静压近尺寸成形盘件制备工艺,制备了ＦＧＨ９５粉末涡轮盘。性能达到国外同类合金的Ａ级水平并装机通过了发动机的盘件结构试验与试车。     

热等静压对喷射成形高温合金组织和性能的影响

研究了热等静压工艺对喷射成形Ｋ１７和ＧＨ７４２两种高温合金显微疏松和室温拉伸性能的影响。结果表明，热等静压处理可以闭合坯件内的疏松孔洞，提高合金致密度，进而提高合金的强度和塑性。     

近净成形技术发展概况

综述了近净成形技术的发展概况,阐述了合成和加工技术对新材料研制和发展的重要作用。     

颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形有限元模拟

目的 建立可靠的模拟方法,以更高效地预测颗粒增强铝基复合材料(PRAMC)粉末热等静压中的形状变化和不同部位致密度的差异,解决传统实验试错方法适用性差且费时费力的问题,满足批量应用的需求。方法 以45%(体积分数)SiCp/6092Al复合材料为研究对象,构建了能预测粉末热等静压成形过程的有限元模型。使用Gurson-Tvergard-Needleman(GTN)模型作为粉末本构模型,建立了粉末尺度的代表性体积单元(RVE)对GTN模型进行修正。结果 通过对比GTN模型计算结果与实验结果,发现修正后的GTN模型能更准确地预测模型的最终变形尺寸,与修正前相比,相对误差降低了1.6%~2.9%。使用修正后的GTN模型对杯形回转体零件的热等静压成形过程进行预测,最终形状的计算结果与实验结果的相对误差仅为0.2%~3.1%,致密度分布的相对误差在0.5%以内。在探究包套厚度对热等静压过程的影响时发现,随着包套厚度的增大,热等静压过程中的屏蔽作用增强,内部粉体致密度下降。结论 为PRAMC热等静压近终形制备的形状和致密度控制问题提供了有限元预测工具,辅助优化了热等静压工艺和包套设计,降低了颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形过程开发的试错成本。     

热等静压工艺参数对ZTC4钛合金力学性能的影响

为了使ZTC4钛合金铸件具有较优的力学性能,系统地研究了热等静压温度、时间、压力等工艺参数对ZTC4钛合金铸板力学性能的影响.结果表明:热等静压工艺参数变化对ZTC4钛合金室温拉伸性能、弯曲性能都有影响,其中对ZTC4钛合金伸长率的影响最为明显,但对冲击性能影响不显著.综合考虑各因素,在920℃/125MPa/2h热等...     

粉末近净成形流变特性的研究现状

喂料的流变特性是粉末近净成形性能的关键所在,而喂料的粘度是其流变学最重要的特性.综述了粉末近净成形工艺(粉末挤压成形和注射成形)中喂料的流变特性和几种基本的流体流型,介绍了几种测定粘度的方法和原理,分析了喂料粘度(粘结剂组成)、粉末特性(颗粒尺寸、颗粒形状)和成形工艺条件(剪切速率、温度、压力)对喂料流变特性的影响规律,指出了流变学研究的意义及其应用前景.     

短流程低成本的粉末流动温压近净成形技术

介绍了一种新型的短流程低成本粉末冶金零件近净成形技术--流动温压成形技术.重点阐述了流动温压成形技术的特点、成形原理、关键技术分析及其应用前景.指出流动温压成形技术作为一种新型的粉末冶金零件近净成形技术,在成形侧凹件、横孔和螺纹件等一系列中等复杂零件方面具有极强的竞争力,因而具有广阔的应用前景.     

新型高性能粉末冶金高速钢及其近净成形制备技术

目的研究无熔炼制备高性能近净成形粉末冶金高速钢的新工艺(SAP工艺)。方法以铁粉、钴粉和碳化物粉末为原料,通过机械球磨和真空活化烧结制备SAP 6031粉末冶金高速钢,并采用扫描电镜、X射线衍射、碳含量、相对致密度等检测方法,探讨球磨和活化烧结对试样致密化过程的影响。结果球磨后的原料粉末具有较高的烧结活性,结合后续活化烧结过程中的碳氧反应,使烧结坯在远低于液相线温度下实现烧结致密化(99.5%),材料力学性能优异,且杂质含量远低于标准值。结论 SAP工艺具有合金成分易调节、工艺流程短、生产能耗低、近净成形等优点,在特种粉末高速钢开发、异形件和非标件的灵活生产上具有显著优势。     

原始颗粒边界对粉末热等静压成形FGH97合金性能的影响

目的 基于粉末冶金近净成形工艺,研究原始颗粒边界（PPBs）对FGH97合金力学性能的影响,并验证热处理和二次热等静压工艺能否消除PPBs。方法 采用等离子旋转电极雾化法制备FGH97合金粉末,分别在1 200℃/120 MPa/2 h和1 200℃/140 MPa/3 h条件下进行热等静压成形。先后对FGH97合金进行固溶（1 200℃/4 h/炉冷）和时效（910℃/3 h/空冷+750℃/8 h/空冷+700℃/17 h/空冷）热处理,并对热处理后的样品进行二次热等静压（制度为1 200℃/140 MPa/3 h）。对上述实验前后的FGH97合金显微组织进行表征,使用Photoshop软件计算PPBs的占比,研究热处理和二次热等静压工艺对PPBs的消除作用。结合力学性能测试研究PPBs对合金性能的影响。结果 当采用压力更高、保温时间更长的热等静压制度时,制备得到的FGH97合金PPBs占比更少、力学性能更好,其PPBs占比为5.6%,室温抗拉强度为1 412 MPa,屈服强度为947 MPa,伸长率为16%。经热处理后,FGH97合金中PPBs的占比下降至3.0%,该合金在650...     

一种快速凝固高温钛合金粉末的热等静压成形致密化过程及其机制研究

研究了一种快速凝固高温钛合金粉末热等静压(HIP)成形的致密化过程及其机制。当HIP成形温度低于500℃时,快速凝固高温钛合金粉末的颗粒相互靠近并重排,相对致密度由64.5%提高到81%,粉末颗粒间为点接触,没有发生明显的塑性变形;当HIP成形温度提高到500-700℃时,粉末颗粒发生显著的塑性变形,相对致密度迅速提高到97%;当HIP成形温度高于700℃后,粉末颗粒间的接触面较大,几何强化效应显著,外界压力不足以使粉末进一步变形,粉末体通过扩散蠕变完成致密化。     

钛及钛合金粉末的注射成形

介绍了钛及钛合金粉末注射成形技术的发展、应用现状及制备工艺.指出了钛及钛合金粉末注射成形技术研究方向和扩大应用的途径是:①使用价格低廉的氢化脱氢粉和气体雾化粉混合得到的钛及钛合金粉作为注射成形的原料粉末;②开发新型高效的钛及钛合金粉末注射成形用的粘结剂体系;③优化混炼工艺;④优化注射条件参数以消除注射缺陷;⑤开发先进的脱脂工艺,使脱脂时间进一步缩短并减少脱脂缺陷,以降低成本;⑥研究钛及钛合金烧结工艺以及超小型零件的注射成形工艺,控制产品尺寸精度,提高产品性能,扩大产品的尺寸.     

TiAl合金粉末热等静压组织及其力学性能均匀性研究

目的 研究圆柱包套经热等静压后内部不同位置粉末TiAl合金的组织与力学性能,为后续复杂结构包套热等静压整体成形工艺优化提供参考.方法 将装填有Ti-47Al-2Cr-2Nb雾化粉末的不锈钢包套在1230℃/170 MPa/3.5 h条件下热等静压,利用扫描电子显微镜观察烧结后包套内不同区域的显微组织,利用显微硬度计测量...     

热等静压工艺参量对ZTC4钛合金组织的影响规律

通过定量金相方法系统研究了热等静压温度、时间、压力等工艺参量对ZTC4钛合金显微组织的影响规律.结果表明:相对于ZTC4钛合金原始铸态组织,经过热等静压处理后试样的β晶粒尺寸和α片层厚度均明显长大.随着热等静压温度的升高和保温时间的延长,β晶粒尺寸和α片层厚度分别增长了40～70μm和0.6～1μm,并且增长趋势呈近线...     

钛合金增材制造件的热等静压后处理工艺研究进展

增材制造技术可实现复杂钛合金零件的成形,因此在航空、航天、船舶等领域的应用日益广泛。热等静压具有独特的热压耦合作用,使其能够在改善组织结构的同时,消除零件内孔缺陷,因此,逐渐被应用于增材制造零件的组织性能调控。本研究简述了钛合金增材制造件在组织、缺陷和性能上的特点,以及热等静压相对传统热处理技术在组织、缺陷和性能调控上的优势,为热等静压技术在钛合金增材制造件后处理过程中的应用提供了依据。     

热等静压技术的发展与应用

<正>热等静压(HotIsostatic Pressing,简称HIP)工艺是将制品放置到密闭的容器中,向制品施加各向同等压力的同时施以高温,在高温高压的作用下,使制品得以烧结或致密化。热等静压设备由高压容器、加热炉、压缩机、真空泵、储气罐、冷却系统和计算机控制系统组     

TC4预合金粉末模壳热等静压成型技术

对TC4预合金粉末进行模壳热等静压成型,并对成型构件的尺寸收缩、合金的微观组织、室温拉伸性能,以及合金/模壳界面微观结构进行了分析。结果表明:采用TC4预合金粉末模壳热等静压技术实现了构件的完整成形,合金致密度达到98%,粉末在致密化过程中,沿构件的长度及宽度方向收缩较少,沿厚度方向收缩较大,中心部位收缩率达到30%;成型得到的合金为细小均匀的网篮组织,片层周围分布少量等轴α相;合金塑性为铸造TC4合金的1.5倍以上,拉伸性能完全达到甚至超过锻件水平;粉末模壳热等静压工艺中,TC4合金与模壳之间无明显的界面反应,在构件表面存在10μm左右的疏松层。