高温合金喷射成形过喷粉末的凝固组织特征

研究了高温合金喷射成形过粉末凝固组织特征。结果表明：粉末呈相当圆整的球形,内产组织随颗粒粒度的不同呈现多晶核与单晶核生长及发达与欠发达枝晶形态,粉末粒度在１０－２００μｍ之间,冷却速度在１０＾３－１０＾６Ｋ／ｓ之间,并从热传输和凝固过程上简要分析了过喷粉末快速凝固组织的形成机制。     

一种新型镍基粉末高温合金挤压工艺研究

针对一种新型粉末高温合金WZ-A3进行了一系列的热挤压工艺试验,探究了挤压温度、挤压速度、挤压比对棒材显微组织的影响以及棒材的整体组织均匀性。结果表明：在恒定挤压速度35 mm/s、挤压比4.7:1条件下,挤压温度为1110 ℃时,合金棒材已发生完全动态再结晶,当挤压温度继续增加,晶粒发生明显长大。在恒定挤压温度1110 ℃、挤压速度35 mm/s条件下,挤压比为2.1:1时,合金再结晶不完全而且存在较多原始颗粒边界;当挤压比增加至4:1~4.7:1时,再结晶程度完全充分,PPB也完全消除。在恒定挤压温度1130 ℃、挤压比4.7:1条件下,在20~50 mm/s范围内随着挤压速度的增加,晶粒呈长大趋势。在挤压温度1110 ℃、挤压速度35 mm/s、挤压比4.7:1条件下整个挤压棒材的组织较为均匀,从棒材头部到尾部,晶粒略微细化,并且棒材边缘的组织较心部和1/2R更细小。     

铁镍钴基高温合金雾化粉末烧结特性及显微组织

采用雾化法制备了Fe_(18)Ni_(23)Co_(25)Cr_(21)Mo_8WNb_3C_2高温合金粉末,并对其物相、显微形貌和热稳定性进行了表征。在此基础上,将雾化粉末进行真空热压烧结和二次烧结,获得了奥氏体为基体、M_6C碳化物作为主要强化相的铁镍钴基高温合金。结果表明,真空热压烧结后,组织分布较均匀,抗拉强度较高,但是延伸率较低。对热压烧结块材进行二次烧结,有利于合金块材的基体和强化相组织分布更加均匀,在抗拉强度略有降低基础上较大幅度提高烧结块材延伸率。     

一种新型镍基粉末高温合金的热压缩性能研究

基于Gleeble热压缩模拟试验,研究变形温度和应变速率对一种新型第三代镍基粉末高温合金WZ-A3挤压态试样在变形温度1040~1130 ℃区间,应变速率0.01~0.0025 s_^-1 条件下的热压缩变形行为,分析了合金在不同热压缩条件下的晶粒尺寸及显微组织的变化。试验结果表明：WZ-A3合金挤压棒在1070~1100 ℃温度范围, 0.01~0.005 s_^-1 应变速率范围内热压缩变形后可以获得约4.5 μm细小均匀的晶粒组织,各部位均未出现项链晶及异常晶粒长大的现象。根据以上试验条件成功制备了两件直径190 mm高97 mm的小尺寸热模锻试验盘,验证了WZ-A3合金的热压缩性能。     

等离子旋转电极雾化FGH95高温合金粉末颗粒凝固组织特征

对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒凝固组织特征进行研究,并用数值分析方法计算了FGH95合金粉末凝固过程中冷却速率与粉末粒度之间的关系,结果表明:粉末颗粒表面凝固组织主要是树枝晶和胞状长大晶,随着粉末颗粒尺寸的减小,内部凝固组织由树枝晶为主逐渐转变为以胞状晶及微晶组织为主,冷却速率与粉末粒度之间的关系为T=2.267×109d-1.649,由此得出FGH95合金二次枝晶臂距与冷却速率之间的关系为S=36.2T-0.24.     

某新型粉末高温合金的晶粒细化

运用Gleeble-1500热模拟机,对热等静压态的某新型粉末高温合金进行了形变温度在1120～1170℃和应变速率在2×10-3～2×10-1s-1下的热压缩实验研究。实验结果表明:热压缩过程发生了动态再结晶,形变温度和应变速率对动态再结晶细化晶粒有重要影响;在高应变速率、低于γ′相完全固溶温度下可获得动态再结晶细晶组织;在高于γ′相完全固溶温度下再结晶晶粒尺寸粗化;其动态再结晶晶粒平均尺寸与Zener-Hollomon参数呈双对数线性关系。     

预热处理对一种新型镍基粉末高温合金涡轮盘锻态显微组织的影响

本工作研究了复合亚固溶热处理工艺对一种新型镍基粉末高温合金FGH4113A(WZ-A3)γ"相组织的影响规律。大尺寸锻造态涡轮盘件锻后冷速较低,γ"相的尺寸在约100nm至4500nm之间分布。在盘件上取小试样进行热处理实验,试样升温至1000℃和1050℃时,γ"相总占比下降,Oswald熟化机制及PAM机制同时存在。试样升温至1100℃时,晶内γ"相完全回溶。使用复合亚固溶热处理工艺,先将试样升温至1120℃度保温2h,快速冷却后再分别升温至1000℃、1050℃和1100℃时,γ"相总占比均下降,晶内γ"相演变以Oswald熟化机制为主导,其形貌及尺寸在升温过程中相对稳定。在盘件上取性能试棒分别进行锻造态+1000℃（不保温）+时效热处理和锻造态+1120℃（2h）,80℃/min+1000℃空冷+时效热处理后进行550℃拉伸测试,后者的屈服强度和抗拉强度显著高于前者,可为大尺寸涡轮盘件的双性能热处理工艺的制定提供参考。     

等离子旋转电极雾化FGH95高温合金粉末的预热处理

在不同热处理制度下对等离子旋转电极雾化(PREP)FGH95高温合金粉末颗粒进行预热处理，并对热处理粉末颗粒微观组织、碳化物析出相及γ相的变化规律进行研究。结果表明：随着预热处理温度升高，树枝晶组织逐渐消失，γ相由圆形逐渐转变为方形，粉末颗粒中的MC′型亚稳碳化物发生分解和转变，析出稳定的MC，M23C6及M6C型碳化物。M23C6碳化物的析出温度为950℃，M23C6与M6C碳化物的相互转变温度为1000～1050℃，M23C6和M6C的溶解温度为1100℃。     

新型镍基粉末高温合金微量元素的相研究

对新型第3代粉末高温合金母合金、等离子体旋转电极法生产(PREP)粉末和热等静压态合金中的微量元素Hf,Zr和Ta的存在相进行了研究。结果表明:母合金中微量元素Hf,Zr和Ta主要以一次MC型碳化物存在,呈块状、条状和蝶状分布于枝晶间;原始粉末中碳化物大致可分为两类:一类为富Ti,Ta和Nb,另一类为含有Ta,Hf和Zr,两类碳化物均含有一定量非碳化物形成元素Co和Ni及弱碳化物形成元素Cr和Mo,以块状、粒状分布于枝晶间或胞晶间。另外,热等静压态分析表明,微量元素Hf,Ta和Zr主要以晶内和晶界MC型碳化物存在,说明微量元素Hf,Zr和Ta以MC型碳化物存在并具有一定遗传性的特点。与原始粉末相比,热等静压态γ′相和碳化物中的Ta量比较少。     

粉末高温合金

高温合金具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性能、优异的拉伸、持久、疲劳性能和长期组织稳定性,是为了满足各种高温使用条件下的现代航空航天技术的要求而发展起来的,在先进的航空航天发动机领域显示出强大的生命力。粉末冶金高温合金是采用粉末冶金的方法制备的高温合金,与传统的铸锻高温合金相比,具有组织均匀,无宏观偏析,以及屈服强度高、疲劳性能好等优点,克服常规工艺产生的偏析(不均匀),所使用的预合金化粉末的每个颗粒就是一个"显微钢锭",合金偏析只能在粉末颗粒的细小范围内发生,能够提高合金的综合性能,并且能减少切削加工量,提高了合金的利用率。特别是随着高温合金成分日趋复杂、零件尺寸不断增大,粉末冶金高温合金显示出更大的优越性。     

粉末冶金V-5Cr-5Ti合金的制备与性能

以氢化脱氢粉末为原料,采用冷等静压和真空烧结制备了V-5Cr-5Ti合金,并利用热等静压、热锻和热处理来改善其组织和性能。利用XRD衍射仪测定原料及V-5Cr-5Ti合金的物相。利用氧氮分析仪、材料试验机、金相显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)等测试了不同状态V-5Cr-5Ti合金试样的氧氮含量、力学性能及断口形貌。结果表明:粉末冶金V-5Cr-5Ti合金的相对密度达到99.8%以上,物相组成为单一bcc相钒基固溶体。热锻后退火试样的氧含量小于600μg/g,抗拉强度为490 MPa,屈服强度为368 MPa,延伸率和断面收缩率分别为28%和61.5%,断口形貌由细小韧窝组成。     

不同制粉工艺对NiAlW粉末及涂层组织性能的影响

对大气雾化和真空大气雾化工艺制备的两种不同的NiAlW合金粉末,进行了粉末物性对比、粉末及粉末剖面结构的形貌对比、粉末化学成分对比,结果表明,真空雾化工艺制备的NiAlW合金粉末对比大气雾化工艺制备的NiAlW合金粉末具有更好的流动性、更高的松装密度、更好的球形度及更低的氧含量,粉末性能对比结果显示真空雾化工艺制备的粉末性能较好;采用大气等离子喷涂制备了涂层,分析了两种涂层SEM形貌和孔隙率,对比了涂层的显微硬度、结合强度和耐磨损性能。结果表明:用真空大气雾化工艺制备的NiAlW涂层孔隙率低、显微硬度低、结合强度高、耐磨损性好,显示出更好的综合性能。粉末初始形貌及化学成分的差异可导致喷涂层性能的差异,球形度好、氧含量低且杂质含量低的粉末经喷涂后更易形成高致密的涂层。     

高温合金零件电刷镀时的腐蚀问题

分析了高温合金零件电刷镀时可能出现的腐蚀原因.通过工艺试验模拟了各种可能出现零件表面腐蚀的情况.结果表明,零件与夹具之间的导电性问题是腐蚀的主要原因,零件与夹具间形成的缝隙中有无镀液会改变腐蚀类型,只要保证导电性良好,在操作时间内零件不会发生明显的缝隙腐蚀.     

NbZrTiTa高熵合金的高温氧化行为

采用循环氧化考核法以及借助XRD、SEM等技术对电弧熔炼制备的NbZrTiTa高熵合金的高温氧化行为进行了研究。结果表明:NbZrTiTa高熵合金在1000～1400℃温度范围内的氧化速率常数和氧化激活能分别达到1.1×10~(-7)～1.0×10~(-6) g~2·cm~(-4)·s~(-1)和97 kJ/mol。NbZrTiTa高熵合金的氧化反应类型为内氧化。高温氧化过程中,氧元素沿具有强晶格畸变和大量位错的富TiZr区扩散,并与金属组元发生反应依次生成不饱和氧化物和饱和氧化物。在组元的高活性以及严重的晶格畸变的共同作用下,NbZrTiTa高熵合金具有极高的氧化活性,展现出了较强的作为结构释能材料的应用潜力。     

CuNiCoBe合金热处理及高温性能研究

研究了固溶、时效工艺对CuNiCoBe合金性能的影响,经960℃×1.5h固溶+430℃×5h时效处理,合金具有较好的综合性能,硬度可达224HV、电导率为49%IACS,按此工艺热处理后的CuNiCoBe合金的软化温度约为480℃;此外,还研究了工作温度对CuNiCoBe合金性能的影响。结果表明,随温度升高CuNiCoBe合金的电导率和强度均呈下降趋势,而电导率的下降尤为明显,但强度下降并不严重,450℃时的σ0.2、σb分别相当于室温时的88%和82.4%,电导率却只有其室温时的42%左右,在温度接近合金的软化温度时,电导率存在一个不大的上升突变现象。     

低合金钢20Mn2高温短时渗碳的研究

对低合金铜20Mn2在铸铁液中进行不同温度和时间的渗碳,并对渗层组织、渗层深度及渗碳工艺进行了分析,结果表明,采用铸铁液渗碳能在短时间内获得较深的渗层。试样在1250℃铸铁液中保持30s,渗层深度达219μm;在1280℃铸铁液中保持30s,渗碳层达237μm。     

粉末合金及陶瓷成型技术

叙述了粉末合金成形的各种方法及陶瓷成型技术原理。     

钨粉级配法制备新型铜钨合金

传统单一粒径钨粉制备的铜钨(CuW)合金难以满足电容器开关中高频次开断电触头的使用要求,本研究采用3种粒径钨粉(超微米、微米和亚微米)级配法制备了新型CuW合金,利用场发射扫描电镜对CuW合金组织特征进行显微分析,并对新型CuW合金耐电弧击穿性能进行研究。结果表明,钨粉级配制备CuW合金,能形成多种W-W烧结颈,强化钨骨架,熔渗Cu相更分散更均匀,从而使得CuW合金硬度、电导率均高出国家标准30%~40%,且CuW合金耐电压强度较高,此外,新型CuW/CrCu整体材料结合强度高出国家标准40%~60%。     

Al-Pb合金粉末壳型组织形成过程

对Al-Pb合金开展了高压气体雾化快速凝固实验,金相观察表明粉末表面具有一Pb富集层.建立了描述雾化液滴凝固组织演变的数学模型,模拟分析了液滴凝固过程,结果表明,富Pb表层的形成是因为在液-液相变过程中富Pb液相在雾化液滴表面发生异质形核导致的.     

Fe/Ni/Cu/Ag合金粉末的制备研究

本文采用共沉淀方法制备了Fe/Ni/Cu/Ag合金粉的前驱体粉,考察了搅拌强度、滴定终点的pH值、反应时间以及反应温度对前驱体粉回收率的影响,并通过3因素3水平的正交实验,优化了工艺条件;采用氢还原方法制备了Fe/Ni/Cu/Ag合金粉末,考察了还原温度对转化率和颗粒粒径的影响。实验结果表明：滴定终点的pH值对前驱体粉的回收率的影响最大,其次是反应时间、搅拌强度和反应温度。共沉淀法制备前驱体粉的工艺条件为：pH值11,反应时间35 min,搅拌强度2000 rpm,反应温度30℃;氢还原温度越高,转化率随时间的变化越快,金属颗粒的粒径越大。制备合金粉末的工艺条件：还原温度800℃,还原时间23 min。