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。     

热等静压在铸造高温合金领域的应用

采用适当热等静压工艺处理铸造高温合金,利用高温高压实现铸件内部疏松孔洞的蠕变扩散,达到闭合疏松和均匀合金组织的目的,使铸造高温合金的综合力学性能,尤其是疲劳性能、塑性及合金力学性能的稳定性显著提高,大大提高了铸件使用的安全性和可靠性.介绍了热等静压工艺处理高温合金铸件的致密化原理、工艺因素及其对合金组织和性能的影响,同时概述了热等静压技术的应用成果及发展状况.     

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。     

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...     

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。     

氧和氮对TiAl合金精密热成形显微组织和力学性能的影响

TiAl合金因其密度低、比强度高,在700~900 ℃具有良好的耐氧化性、抗蠕变和疲劳性能等优点,是最具应用前景的耐高温结构材料。氧、氮原子在TiAl合金真空熔炼、精密铸造、粉末冶金和增材制造等精密热成形中的变化,对组织转变和性能的影响不可忽视,氧、氮原子使合金室温塑性降低,是限制其工程化应用的关键因素之一。介绍了氧、氮原子对TiAl合金在精密热成形过程中显微组织和力学性能的影响,并进一步阐述了热成形工艺参数与TiAl合金氧和氮含量之间的关系。     

热等静压法制备TiNiNb合金管工艺及其微观组织研究

利用热等静压法将TiNiNb预合金粉末制备成了大尺寸TiNiNb合金管(外径35 mm,内径15 mm,高为100 mm)。对制备出的TiNiNb合金管的微观组织、力学性能及马氏体相变行为进行了探究。结果表明,热等静压工艺参数为1 100℃、110 MPa、保温保压3 h时,可制备出微观组织较均匀的大尺寸TiNiNb合金管。热等静压TiNiNb合金管微观组织主要有TiNi基体相、β-Nb相、少量的(Ti,Nb)_2Ni相及TiC相。热等静压态TiNiNb合金管硬度高于锻态TiNiNb合金这可能是存在TiC相导致。在研究其马氏体相变行为时,发现该合金马氏体相变为两步相变,但其马氏体逆相变行为并不明显。     

热等静压温度和粉末粒度对Ti2AlNb合金组织与性能的影响

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, %)的预合金粉末,通过预合金粉末热等静压工艺制备了Ti₂AlNb粉末冶金合金。研究结果表明,热等静压温度显著影响Ti₂AlNb粉末冶金合金的显微组织,需严格控制。为了对比研究,选取了平均粒度分别为70 μm和200 μm的两种Ti₂AlNb预合金粉末,制备坯料并测试性能,探讨了粉末粒度的选取原则,分析了粉末粒度对Ti₂AlNb粉末冶金合金显微组织和力学性能的影响。研究结果表明,粉末粒度对合金室温拉伸强度无显著影响,但会对高温拉伸强度和高温持久寿命产生显著影响,由粗粉(平均粒度200 μm)制成的合金高温持久寿命较细粉(平均粒度70 μm)的降低大约40%。     

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...     

热等静压对ZL111—T6铝合金叶轮组织和性能的影响

通过对比试验研究了热等静压处理对ZL111-T6铝合金增压器叶轮显微组织、拉伸性能及疲劳性能的影响。结果表明：热等静压处理可有效消除ZL111-T6铝合金叶轮内部的铸造疏松和缩孔缺陷;热等静压使ZL111-T6铝合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率都略有提高,同时使各项性能数据的离散度大幅度减小,提高了铸件产品性能的稳定性;相比未经热等静压处理的ZL111-T6铝合金叶轮,热等静压处理使其疲劳寿命提高了一倍以上。     

镍基铸造高温合金热等静压处理的研究

就热等静压处理对镍基铸造高温合金的缺陷消除、组织和力学性能的改善作了研究。研究结果表明，通过热等静压处理后的合金，不仅可有效地消除合金中的缺陷（疏松和气孔），获得致密的合金，而且还可改善合金的显微组织，提高合金的持久、拉伸和疲劳性能，显著地减小性能分散度。     

热等静压烧结制备细晶粒Ce,Y:SrHfO3闪烁陶瓷

Ce:SrHfO₃陶瓷因具有高密度和高有效原子序数, 对高能射线具有很强的阻止能力。同时, Ce:SrHfO₃陶瓷还具有快衰减和高能量分辨率等优异的闪烁性能, 引起了研究人员的广泛关注。由于传统的烧结方法难以实现非立方结构Ce:SrHfO₃陶瓷的透明化, 本研究采用真空长时烧结和短时真空预烧结合热等静压烧结(Hot Isostatic Pressing, HIP)方法制备Ce,Y:SrHfO₃陶瓷。以金属氧化物和碳酸盐为原料, 1200 ℃下煅烧8 h可以获得平均粒径为152 nm的纯相Ce,Y:SrHfO₃粉体。1800 ℃真空烧结20 h获得平均晶粒尺寸为28.6 μm的不透明的Ce,Y:SrHfO₃陶瓷, 而两步烧结法可以制备光学透过率良好的Ce,Y:SrHfO₃陶瓷。本研究详细分析了陶瓷致密化过程中微结构的演变, 探究了预烧结温度对Ce,Y:SrHfO₃陶瓷密度、显微结构和光学透过率的影响。真空预烧(1500 ℃×2 h)结合HIP后处理(1800 ℃×3 h, 200 MPa Ar)所获得的Ce,Y:SrHfO₃陶瓷在800 nm处的最高直线透过率为21.6%, 平均晶粒尺寸仅为3.4 μm。在X射线激发下, Ce,Y:SrHfO₃陶瓷在400 nm处产生Ce³⁺ 5d-4f发射峰, 其XEL积分强度比商用锗酸铋(BGO)晶体高3.3倍, Ce,Y:SrHfO₃陶瓷在1 μs门宽下的光产额约为3700 ph/MeV。良好的光学和闪烁性能可以拓宽Ce,Y:SrHfO₃陶瓷在闪烁探测领域的应用。     

热等静压工艺在工程陶瓷领域中的应用与发展

热等静压（ＨＩＰ）是一种先进的陶瓷致密化工艺、本文简要介绍了ＨＩＰ设备，着重综述了ＨＩＰ工艺在工程陶瓷应用中所取得的研究最后概括敢ＨＩＰ工艺及设备的最新进展。     

热轧变形对5052铝合金组织与力学性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜、能谱和X射线衍射分析和拉伸实验等试验分析方法,研究不同热轧变形量(54％、75％)对5052铝合金微观组织和力学性能的影响.结果显示,变形量可显著影响5052铝合金的热变形组织及其力学性能.随着轧制变形量的增加,晶粒被显著拉长,晶界处粗大第二相沿晶界被拉长,甚至被破碎.但是其第二相的组成并没有随着轧制变形量的增加而变化,铸态和轧制态的5052铝合金均由α-Al、Al82Fe18和Mg2Si三相组成.同时随着轧制变形量的增加,其综合力学性能提高,即沿轧制方向且轧制量为75％时的5052铝合金呈现出最优的综合力学性能.