Al_2O_3掺杂钼合金粉末的形貌变化

采用水热合成法结合低温煅烧及两次还原工艺制备了Al2O3质量分数分别为0、0.25%、0.5%、0.75%、1.0%的钼合金粉末。通过SEM观察了混合钼合金粉末的形貌,采用XRD分析了钼合金粉末的相组成,研究了不同制备阶段Al2O3掺杂量对钼合金粉末的影响。结果表明:Al2O3掺杂量对钼合金粉末的均匀性、颗粒分布、粒径大小有一定影响,Al2O3掺杂量的增加对钼合金粉末的团聚有分散作用。经两次氢气还原,片状的MoO3颗粒完全被还原为球状的Mo颗粒,混合粉末主要由Mo和α-Al2O3相组成,不含其他相。α-Al2O3能细化还原后的Mo颗粒,且Al2O3掺杂量越大,Mo颗粒的细化效果越显著。     

Ca3(PO4)2对Al粉氮化制备AlN粉末动力学的影响

利用DSC、TGA等方法研究了稀释剂Ca3(PO4)2对Al粉氮化制备AlN粉末动力学的影响.结果表明,在Al粉中添加Ca3(PO4)2能显著加快氮化速率和提高氮化率.尽管稀释剂对氮化温度没有明显的影响,但添加稀释剂能降低Al熔化后的液滴尺寸,且Al液滴尺寸对氮化的动力学有重要影响,即小尺寸的熔融Al液滴有利于加快氮化速率和提高氮化率.     

粉末冶金铝合金烧结致密化过程

以纯Al粉为主要原料,添加Cu单质粉末以及Al-Mg、Al-Si中间合金粉,利用粉末冶金压制烧结方法制备出相对密度98%以上的Al-Mg-Si-Cu系铝合金.研究表明,烧结致密化过程主要分为3个阶段:初始阶段(室温~460℃),坯体内首先形成Al-Mg合金液相,液相中的Mg原子分别扩散至Al或Al-Si粉末中,与Al₂O₃反应并破除氧化膜,形成Al-Mg-O等化合物;同时,Al-Cu发生互扩散,形成Al₂Cu等金属间化合物.第二阶段(460~560℃),Al-Cu、Al-Si液相快速填充颗粒缝隙或孔洞,坯体相对密度显著提高;此阶段的致密化机制主要是毛细管力引起的颗粒重排,以及溶解析出导致的晶界平直化.第三阶段(560~600℃),随温度的升高,液相润湿性提高,晶粒快速长大,使得大尺寸孔洞填充,烧结体基本实现全致密,此阶段的致密化主要由填隙机制控制.在铝合金晶界处发现了MgAl₂O₄和MgAlCuO氧化物的存在,推测Al粉表面氧化膜的破除机制与合金成分有关.由于Al-Cu液相在Al表面的润湿速率远高于AlN的生长速率,因为在本体系中未发现AlN的存在.      

SiCp/Al复合材料的无压浸渗制备及其导热率的研究

采用粉末注射成型/无压浸渗法制备了高体分SiCp/Al复合材料,重点研究了无压浸渗的机制及主要工艺参数对复合材料导热率的影响.结果表明:无压浸渗得以发生主要是由于基体中Mg的挥发,与氮气反应生成氮化镁附着在SiC颗粒上并与表面SiO2膜反应促进润湿.由此得以自发浸渗;随着保温时间的增加,材料的致密度增加,复合材料的导热率在不断升高;随着保温温度的提高,材料的致密度增加,材料的导热率先升高后降低,这主要是由所制材料的界面热阻所引起的.     

松比大、纯度高、球形团聚钼粉制备工艺研究

研究了松比大、纯度高、球形团聚钼粉的制备工艺过程,该工艺过程包括原料钼粉的喷雾造粒、喷雾造粒钼粉的脱脂、烧结(喷雾造粒—脱脂—烧结).结果表明:该制备工艺中,喷雾造粒是控制粉末的形貌和粒度的主要环节;脱脂温度是控制粉末纯度的重要参数;烧结是控制成品粉末物理性能及组织形貌的关键工艺;采用该工艺制备的团聚球形钼粉松比大、流动性好、纯度高,不仅适用于喷涂作业,还可用于精密器件的制备.     

MIM Fe-2Ni-0.8C的烧结

鉴于水雾化工艺比气雾化与化学法可节约成本,长期以来,在粉末注射成形工艺中使用水雾化粉末,一直是个值得注意的领域,在这个研究课题中,研究了水雾化Fe-2Ni粉末在研磨与接收状态下的烧结特性.研究了粒度、含碳量、加热速率、烧结温度与气氛的变化.结果表明,除了烧结温度与气氛的变化外,对烧结体的密度影响最要的因素是颗粒大小、加热速率及表面的化学性质.研磨可改变表面的化学性质与减小颗粒大小,这二者都会使烧结件的密度增高。     

三级联动气流分级机对镍基热喷涂粉末分级效果的研究

本文采用了三级联动配置的叶片转子型离心式气流分级机,对镍基热喷涂粉末进行分级试验.结果表明,经过气流分级处理,粉末中的25μm以下细粉含量显著降低,由15％减少到3％左右;下级分级机产品产量随着本级分级轮转速的提高而降低;各级分级机得到不同粒度分布段的粉末产品;团聚效应在分级中影响很大,颗粒粒度越均匀,越能减少团聚效应的影响.     

加热工艺对纳米Al2O3/TiO2团聚粉末烧结特性的影响

通过喷雾造粒技术制备出可用于热喷涂的纳米Al2O3/TiO2团聚粉末,使用高温电炉采取三种加热工艺进行了烧结.测定了团聚体粉末的松装密度;采用X射线衍射分析了相组成,并根据Scherrer公式计算了烧结前后平均晶粒大小;通过扫描电镜观察分析了团聚体粉末的形貌.结果表明,加热工艺对纳米团聚粉末的烧结行为影响较大,常规高温烧结在实现烧结致密化的同时将导致纳米晶粒的较大生长;两步烧结法可在抑制晶粒生长的情况下,实现松装密度的大幅度提高,是一种较为先进的烧结方法.     

尿素对前驱物及氮化铝粉末粒度形貌的影响

以硝酸铝、葡萄糖为原料,用碳热还原法制备氮化铝粉末,研究尿素对前驱物及其氮化反应产物的组成和显微形貌的影响,发现尿素不仅可以影响前驱物的组成和显微形貌,还对氮化反应产物的显微形貌有重要影响。在溶液里添加尿素后,它与硝酸铝发生了低温燃烧合成反应,生成了比表面积高的泡沫状前驱物,该过程中碳由于燃烧损失较大,在没有添加尿素的溶液中,没有燃烧反应发生,碳的损失小,生成的前驱物团聚现象严重,比表面积低,两种前驱物保留了前驱物的形貌特征,对于不添加尿素合成的前驱物,在其氮化反应后所生成的氮化铝粉末板结严重;而添加尿素合成的前驱物的氮化反应产物是由球形颗粒组成的软团聚体。利用XRD,SEM等分析方法对粉末进行了表征。     

致密化工艺对氧化钛粉末及等离子喷涂涂层性能影响研究

采用喷雾干燥法制备了一种球形氧化钛团聚粉末, 并通过高温烧结及感应等离子球化工艺对团聚粉末进行 致密化处理。 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了不同致 密化处理工艺对粉末颗粒强度、 松装密度及流动性的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了氧化钛涂层, 并对涂层的微观组织进行研究。 研究结果表明, 高温烧结工艺及等离子球化工艺均可有效提升氧化钛团聚粉末 的致密度, 经过高温烧结工艺后氧化钛粉末内部的细小颗粒呈现烧结熔融的趋势, 而采用等离子球化处理后的 团聚粉末直接形成了致密球体结构。 相比于高温烧结工艺, 等离子球化工艺对氧化钛粉末的致密化效应更为明 显, 粉末的颗粒强度可达 187.86 MPa, 松装密度可由 0.79 g/cm3 提升至 1.69 g/cm3, 流动性由 163.22 s/50g 加快 至 100.27 s/50g。 该粉末经过大气等离子喷涂沉积形成的氧化钛涂层孔隙率为 2.8 %, 与未经致密化工艺处理的氧 化钛团聚粉末相比, 制备的涂层致密化水平有了较大程度的提升, 涂层的平均显微硬度值由 434.18 HV0.3 提升至 744.37 HV0.3, 涂层的结合强度均值由 11.07 MPa 提升至 29.93 MPa。     

高温反应合成TiAl金属间化合物的研究

研究了以自蔓延高温合成(SHS)技术合成TiAl金属间化合物的燃烧反应过程及有关工艺参数(受热温度、压坯密度、加热速率和原始粉末粒度)对反应合成TiAl金属间化合物的影响。研究结果表明,Ti与Al之间的剧烈放热反应是在Al熔化之后产生的。当加热速率快时,压坯密度高较有利于燃烧反应的进行及TiAl金属间化合物的合成。加热速率和Al粉粒度对燃烧反应过程的影响与预燃烧相的形成有关。     

连铸高铝氮积齿轮钢第三脆性区形成机制与控制

钢中的Al、N含量对连铸及其后续加工热塑性和奥氏体晶粒度控制有重要影响,这也是高温渗碳钢与各种Al脱氧钢广泛关注的问题。使用Gleeble 3800热/力学模拟试验机测定了一种轨道交通用高铝氮积齿轮钢(SCM420H)的高温热塑性,并结合差示扫描量热仪(DSC)分析、AlN析出热力学模型以及Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型揭示了其第三脆性区的形成机制与调控途径。结果表明,高铝氮积齿轮钢第三脆性区低谷温度范围为750~850 ℃,这是由应力诱导先共析铁素体膜的产生与AlN粒子的大量析出共同导致的。Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型可以较准确地预测高铝氮积齿轮钢第三脆性区的上限温度与最小面缩率,但由其预测的热塑性曲线下限温度偏高,应进一步考虑先共析铁素体膜析出的影响,并依据Ar3温度对其进行修正。高Al高N齿轮钢第三脆性区的下限温度取决于其先共析铁素体开始析出温度,主要与钢种成分和铸坯冷却速率相关,连铸生产中可控性有限;但其上限温度则与铸坯应变速率、冷却速率以及钢中的Al、N含量和AlN析出行为均有关联,调控空间较大,应该是连铸生产中合理控制铸坯热塑性与表面裂纹倾向的正确途径。     

连铸高铝氮积齿轮钢第三脆性区形成机制与控制

钢中的Al、N含量对连铸及其后续加工热塑性和奥氏体晶粒度控制有重要影响,这也是高温渗碳钢与各种Al脱氧钢广泛关注的问题。使用Gleeble 3800热/力学模拟试验机测定了一种轨道交通用高铝氮积齿轮钢(SCM420H)的高温热塑性,并结合差示扫描量热仪(DSC)分析、AlN析出热力学模型以及Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型揭示了其第三脆性区的形成机制与调控途径。结果表明,高铝氮积齿轮钢第三脆性区低谷温度范围为750~850 ℃,这是由应力诱导先共析铁素体膜的产生与AlN粒子的大量析出共同导致的。Schwerdtfeger热塑性特征值计算模型可以较准确地预测高铝氮积齿轮钢第三脆性区的上限温度与最小面缩率,但由其预测的热塑性曲线下限温度偏高,应进一步考虑先共析铁素体膜析出的影响,并依据Ar3温度对其进行修正。高Al高N齿轮钢第三脆性区的下限温度取决于其先共析铁素体开始析出温度,主要与钢种成分和铸坯冷却速率相关,连铸生产中可控性有限;但其上限温度则与铸坯应变速率、冷却速率以及钢中的Al、N含量和AlN析出行为均有关联,调控空间较大,应该是连铸生产中合理控制铸坯热塑性与表面裂纹倾向的正确途径。     

Transient liquid phase sintering of high density Fe3Al using Fe and Fe2Al5/FeAl2 powders Part 1: Experimentation and results

Abstract

High density Fe₃Al was produced through transient liquid phase sintering, using rapid heating rates of greater than 150 K min^-1 and a mixture of prealloyed and elemental powders. Prealloyed Fe₂Al₅/FeAl₂ (50Fe/50Al, wt-%) powder was added to elemental iron powder in a ratio appropriate for producing an overall Fe₃Al (13·87 wt-%) ratio. The heating rate, sintering time, sintering temperature, green density and powder particle size were controlled during the study. Heating rate, sintering time and powder particle size had the most significant influence upon the sintered density of the compacts. The highest sintered density of 6·12 Mg m^-3 (92% of the theoretical density for Fe3Al) was achieved after 15 minutes of sintering at 1350°C, using a 250 K min^{- 1} heating rate, 1-6 μm Fe powders and 5·66 μm alloy powders.

SEM microscopy suggests that agglomerated Fe₂Al₅/ FeAl₂ particles, which form a liquid during sintering, are responsible for a significant portion of the remaining porosity in high sintered density compacts, creating stable pores, larger than 100 μm diameter, after melting. High density was achieved by minimising the Kirkendall porosity formed during heating by unbalanced diffusion and solubility between the iron and Fe₂Al₅/FeAl₂ components. The lower diffusion rate of aluminium in the prealloyed powder into the iron compared with elemental aluminium in iron, coupled with a fast heating rate, is expected to permit minimal iron-aluminium interdiffusion during heating so that when a liquid forms the aluminium dissolves in the iron to promote solidification at a lower aluminium content. This leads to a further reduction in porosity.     

Rheology of Al-Cu-Mg pre-alloyed powder in supersolidus liquid phase sintering process

Sintering process was performed on cylindrical consolidates in dry nitrogen atmosphere at various temperatures ranging from the solidus-to-liquidus temperatures for 30?min at a heating rate of 10°C?min^?1. Beam bending technique has been used to measure the macroscopic apparent viscosity of Al-Cu-Mg pre-alloyed powder (2024 Al alloy). Slumping test has been used to measure the yield strength at temperatures above solidus temperature. Wetting angle and capillary stress were calculated. Results showed that the rheological behaviour of this system follows as Bingham model. The yield stress varies from 0.37?kPa at 580°C to 0.3?kPa at 610°C on air atomised Al-Cu-Mg having 0.1% Sn. The correlation between variations of viscosity as function of temperature has been derived. The activation energy of viscous flow was estimated to 15.164?kJ?mol^?1. Capillary and yield stress decrease by increasing temperature. Maximum densification with minimum distortion is obtained at 600–610°C.     

惰气熔融-热导法测定高含氮量碳氮化钛粉末中氮含量

由于传统碳氮化钛中氮元素的测量方法有一定局限性,仅在氮含量5%及以下时才能保证测量精度,基于此,建立了一种惰气熔融-热导法测定高含氮量碳氮化钛粉末中氮含量的方法,可有效解决传统方法的不足,检测上限可增加至14%。检测设备使用ONH分析仪,测试条件优化为试样称取0.1 g,助熔剂采用0.65 g镍囊与0.16 g锡囊组合形式,将试样与助熔剂混合置于高温石墨坩埚内,载气可将熔融状态下释放的氮气输送至热导池进行含量测定。此外,采用“分段式升温”方法,调节仪器分析功率,由1.5 kW梯度增加至3.8 kW,可有效增加试验样品中氮元素的释放率及测量稳定性。测量结果采用钒氮合金与氮化钒铁标样确定样品中氮的校正参数,测定结果的相对标准偏差为0.3%,分析结果与蒸馏滴定法的测定结果一致,该方法的准确度及稳定性完全能满足5%～14%的高含氮量碳氮化钛的测定需要。     

Evaluation of mechanical properties of porous 6061 alloys fabricated by the powder compression and induction heating process

The purpose of this study is to evaluate the mechanical properties of 6061 Al foam products, which were fabricated by the powder compression and multistep induction heating method, and to build the database necessary for computer-aided modeling or foam components design. In this study, 6061 Al foams with various porosity fractions were fabricated according to the porosity fractions-final heating temperature curve. The relationships between porosity fraction and morphological properties (porosity diameter, number per unit area of porosities, and surface skin thickness) were investigated. Mechanical properties such as compressive strength, energy absorption capacity, and efficiency were investigated to evaluate the feasibility of foams as crash-energy-absorbing components. Furthermore, the effect of the surface skin thickness on the plateau stress and strain sensitivity of the 6061 Al foam with low porosities (pct) was studied.     

脱硫铁水罐用含碳透气砖应用研究

研究了碳引入方式以及引入量对含碳预制件的性能影响。结果表明：材料在引入人造石墨后各项理化性能指标优于鳞片石墨和高温沥青。引入人造石墨粉材料加水量较少，气孔率较低，强度较高，烧后线变化较小。但加入量过多，材料加水量明显增加，气孔率大幅增高，强度急剧下降。其次研究了Al2O3-SiC-C质预制件的透气方式及抗铁水渗透能力。结果表明：丝带燃烧挥发形成条缝透气切实可行，含碳试验透气砖的流量可调范围较宽，能很好的适用于铁水冶炼需要。最后对Al2O3SiC-C质预制件抗氧化性、抗侵蚀性以及冶炼效果进行了试用验证。试用结果表明：冶炼扒渣效果明显，铁损明显降低，脱硫率提高；Al2O3-SiC-C质透气砖抗侵蚀能力强，使用寿命可大于100次。     

不同送粉速度对TC4钛合金表面激光熔覆的影响

采用光纤激光对TC4钛合金表面进行熔覆改性,研究送粉速度对熔覆工艺过程和熔覆层性能的影响.采用高速摄像机拍摄了加热粉末在空间的分布形貌,采用光学显微镜观察了熔覆层横截面形貌,采用EDS分析了熔覆层的氮含量分布,并测量了熔覆层横截面的显微硬度.实验表明,送粉速度较小时,粉末吸收少量激光能量,熔池较大,熔覆层宽而浅;送粉速...     

Effect of Al2O3 on Structure and Wearability of Composite Coating

Asasurface strengtheningtechnology ,thether malsprayhasevolvedfromearlynormal protectivecoatingtocurrentfunctionalcoating .Thedevelopmentofcompositepowderisanimportantbreakthroughinthisfield .Particularly ,thenewlydevelopedmetal basedceramiccoatings ,such…