PREP法制备高Nb-TiAl粉末工艺研究及粒度预测

本文系统研究了等离子旋转电极工艺参数对制备高Nb-TiAl粉末粒度及分布的影响,决定制备粉末粒度大小的主要工艺为电极棒料转速和棒料直径。提高电极棒料转速和直径,都有利于提高高Nb-TiAl金粉末中细粉（小于75μm）的收率,并使粉末的粒度分布由单峰分布转变为双峰分布。通过分析制备高Nb-TiAl粉末颗粒的形成条件,结合材料及制粉工艺参数,并对比实际粉末颗粒平均粒径,修正计算公式,获得等离子旋转电极工艺制备高Nb-TiAl粉末平均粒径的经验公式。     

PREP制取高温合金粉末的特点

介绍了等离子旋转电极工艺（PREP）制粉设备、主要工艺参数和粉末形成机理。研究了制粉工艺参数对粉末粒度、粒度分布以及粒度分布类型的,并对粉末粒度进行了理论计算。结果表明,随着棒料转速的增大,粉末粒度减小,粒度分布类型也发生了改变;粉末粒度的理论计算值与实验结果相吻合。     

优化等离子旋转电极工艺提高FGH95合金粉末的收得率

本文研究了采用等离子旋转电极工艺制取FGH95合金粉末时,棒料转速、等离子弧电流强度、工作气体流量等制粉工艺参数对粉末收得率的影响。在此基础上,对这些参数进行了优化,使FGH95合金的<100～>50μm成品粉收得率提高了近12%。     

PREP法制备高铌TiAl粉末工艺研究及粒度预测

系统研究了等离子旋转电极工艺参数对高铌TiAl粉末粒度大小及分布的影响,影响粉末粒度大小的主要因素为电极棒直径和转速。提高电极棒直径和转速,都有利于提高高铌TiAl粉末中细粉(直径75μm)的收率,并使粉末的粒度分布由单峰分布转为双峰分布。通过分析高铌TiAl粉末颗粒的形成条件,结合材料及制粉工艺参数,并对比粉末的实际粒径,修正计算公式,获得了通过等离子旋转电极工艺制备高铌TiAl粉末平均粒径的经验计算公式。     

用等离子旋转电极法生产球形金属粉末的工艺研究

通过分析电极棒端头液膜的流动状态及其影响因素,探讨了采用PUR-1等离子旋转电极设备生产球形金属粉末的工艺参数.选取工艺参数时,首先根据材料特性和要求的粉末粒度范围确定电极棒的转速,然后再根据转速确定等离子弧的电流强度.对于同一种材料,电极棒转速高时,可选取较大的电流.反之,电极棒转速较低时,应使用较小的电流.     

特殊用途球形镍基高温合金粉末生产工艺研究

球形镍基高温合金粉末被用于某型号航空发动机高压涡轮叶片内腔清洁度X射线检查及榫头喷丸强化。本文对采用等离子旋转电极工艺 (PREP)生产该种类型粉末进行了研究 ,探讨了棒料转速、等离子电流强度等对粉末收得率的影响 ,获得了最佳的生产工艺参数。此外 ,还对所生产的球形镍基高温合金粉末的性能进行了检测     

高温合金粉末内部孔洞的研究概况

阐述了等离子旋转电极工艺（PREP）制取的镍基高温合金粉末内部孔洞的形成机理，分析了导致孔洞形成的因素，提出了降低粉末内部孔洞应采取的措施，研究结果表明：孔洞的尺寸随着粉末粒度的下降而减小，在相同雾化制粉工艺参数条件下，粗粉中孔洞的数量多于细粉。随着棒料转速的提高，空心粉数量增加，此外，雾化室内混合惰性气体压力降低或混合惰性气体中氩气含量提高，均能使空心粉数量降低。     

离心雾化法制取快速凝固Al-Si合金粉末的研究

采用自行研制的离心雾化装置,制取了快速凝固Al-Si合金粉末。对影响合金粉末颗粒形状和粒度分布的工艺参数进行了较为详细的分析。结果表明,起始雾化温度、雾化盘转速等对粉末颗粒形状和粒度分布有较大的影响。当起始雾化温度为780℃、雾化盘转速为36000 r/min时,合金B粉末颗粒有较规则的形状和较好的粒度分布;其显微组织主要表现为α固溶体加细小的共晶组织,并且随粉末粒度的减小及冷速的增大,α固溶体中的含Si量随之增加。     

TiH_2/SiC粉末搅拌球磨及真空烧结制备超细晶钛

对TiH2/SiC混合粉末进行搅拌球磨,然后通过压制与真空烧结制备金属钛,研究球料比、球磨转速及球磨时间等工艺参数对球磨粉末粒度与显微组织的影响,并通过对烧结钛的组织观察与分析,研究此工艺制备超细晶钛的可行性。结果表明:适度提高转速或延长球磨时间有利于TiH2粉末的高效细化并提高粉末粒度分布的集中度;在球磨过程中没有发现TiH2分解和形成其他新相的现象;随球磨粉末的中位径D50和粒度跨度值ψ减小,烧结金属钛的晶粒度变得更小、更均匀。在600r/min转速下搅拌球磨8h后的TiH2/SiC粉末,在1050℃/3h条件下高真空烧结后得到平均晶粒度在5μm以下的超细晶钛。     

超高转速等离子旋转电极工艺制备钬铜球形粉末的研究

采用超高转速等离子旋转电极工艺(supreme-speed plasma rotating electrode process, SS-PREP)制备韧性金属间化合物钬铜(HoCu)球形粉末, 粉末粒度在15~106μm之间。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析及光学显微镜分析了SS-PREP钬铜球形粉末的粒度分布、松装密度、振实密度及霍尔流速等粉末特性, 比较了不同试验方法对粒度分布的表征。结果表明, SS-PREP钬铜粉末主要由CsCl结构的RM型B2相构成, 不同粒度的HoCu球形颗粒化学成分基本一致, 随着粉末粒度增大, HoCu球形粉末的非球形颗粒比例呈现下降趋势。     

Microstructure Characterization and Mechanical Properties of FGH 95 Turbine Blade Retainers

FGH 95 is a powder metallurgy (P/M) processed superalloy,which was developed in the 1980s in China.One of the applications of FGH 95 was high pressure turbine blade retainers.The manufacturing processes used to produce FGH 95 blade retainers consisted of atomization by plasma rotating electrode process (PREP),hot isostatic pressing (HIP) at super-solvus temperature and a sub-solvus solution heat treatment.The material had an equiaxed grain structure (ASTM 6.5-7.5).The γ′ precipitates in as-HIP FGH 95 showed a tri-model distribution.Carbides in the alloy were MC type and precipitated at grain boundaries.The prior particle boundaries (PPB) in the material originated mainly from γ′ phase.Statistics of the mechanical properties data from batch production of the FGH 95 blade retainers were investigated.The as-HIP FGH 95 blade retainers showed high strength at room temperature and 650 ℃,excellent creep resistance and outstanding stress rupture strength at 650 ℃.     

镍基高温合金粉末中夹杂的研究

研究了等离子旋转电极雾化FGH95镍基高温合金粉末中夹杂的性质（成分分类和形貌）及粉末处理过程去除非金属夹杂效果的影响,介绍了有效去除非金属夹杂的方法。     

氩气雾化法制备FGH96高温合金粉末颗粒的凝固组织

利用扫描电镜(SEM)对氩气雾化(argon gas atomization,缩写AA)工艺制备的FGH96高温合金原始粉末颗粒的粘结形式、凝固组织、表面和内部形貌及其形成机理进行研究.结果表明:AA法制备的FGH96合金粉末,在颗粒尺寸d≥40 μm时,颗粒之间出现凸起式粘结、包覆式粘结以及葫芦式粘结,其中凸起式粘结...     

粉末粒度和氧含量对HIP态FGH96合金组织的影响

对氩气雾化法制备的高温合金FGH96粉末进行了热等静压(HIP)处理,分析了粉末粒度和氧含量对HIP态合金组织的影响,研究了FGH96合金组织中PPB的类型、相结构和形成机制。结果表明,氩气雾化FGH96粉末的氧含量较低,平均氧含量约为50×10-6,随着粉末粒度降低,颗粒比表面积增大,促进了粉末氧含量的升高;粉末经HIP处理后氧含量具有遗传特征,原始粉末氧含量越高,HIP态合金氧含量也越高,且平均氧含量增至83×10-6;粉末尺寸和氧含量对合金致密化行为无明显影响,HIP态合金密度约为8.33 g·cm-3。小尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出ZrO2和MC碳化物,而大尺寸粉末制备的HIP态合金原始颗粒边界主要析出大尺寸花瓣状γ’相和少量MC碳化物。粉末粒度和氧含量影响PPB析出,小尺寸粉末因氧含量高经HIP处理时颗粒边界处存在更多、尺寸更大稳定的ZrO2,ZrO2成为MC碳化物析出形核的核心,促进了大量MC碳化物的析出。     

Effect of Powder Particle Size on Microstructure and Mechanical Property of Ni-Based P/M Superalloy Product

Thepowderparticleproducedbytheplasmaro tationelectrodeprocess (PREP)hassmootherandcleanersurfaces ,lowergascontent ,narrowerdistri butionofparticlesizeandbetterphysicalproperties .Ithasbeenusedtomakethepartsofadvancedair craftenginesandotherproducts .ThecurrentyieldoftheNi basedsuperalloypowderwithdifferentsizedistributionisshowninFig 1.　　Inordertoreducecost ,simplify processandguaranteeproductquality ,itisnecessarythoroughlytostudyphysicalcharacteristics ,microstructureandpropertiesofthep…     

"黑粉"对PM镍基粉末高温合金组织性能的影响

研究了用等离子旋转电极(PREP)工艺生产的镍基高温合金粉末中发现的"黑粉"及其对PM合金中形成原始颗粒边界(PPB)等异常组织,并在力学试验中造成颗粒间断裂和对性能的影响.分析了"黑粉"形成的原因,提出了控制和防止出现"黑粉"的可行性措施.     

Microstructure, Tensile Properties and Heat Treatment Process of Spray Formed FGH95 Superalloy

 The potential of spray forming for microstructural refining can be attractive to the production of superalloys. A 200 mm spray formed FGH95 superalloy round billet that was produced using a single atomizer has considerably homogeneous, small, equiaxed grains. The measured oxygen content is 2×10-5, and the measured porosity is only 0. 6%. The achieved yield of deposit is in a good range of about 73. 6%. The microstructure and tensile properties of nickel-based spray formed FGH95 superalloy are analyzed. Also, effects of heat treatment on microstructure were discussed. The results show that the spray formed FGH95 superalloy has higher isotropy in tensile property due to its γ′ phase homogeneous distribution and less defects in the microstructure. Regarding processing procedures, the different heat treatment processes affect the microstructure and γ′ phase homogeneous distribution of spray formed FGH95 superalloy.     

热挤压对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响

研究了热挤压温度、挤压比、挤压速度、挤压前预处理对FGH96镍基粉末高温合金微观组织的影响规律,确定了获得晶粒尺寸小于10 μm的超塑性细晶组织的热挤压方法。研究结果表明,热等静压后FGH96合金发生了再结晶,实现了粉末的完全致密化成形,但晶粒大小极不均匀,且存在明显的原始颗粒边界(PPB)缺陷。采用热挤压前预处理工艺在确保合金晶粒不长大的同时,又可使γ'相粗化,显著降低热挤压变形抗力。随着挤压温度的升高,合金晶粒尺寸呈长大趋势。挤压温度为1 080 ℃时,获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织,挤压温度继续升高,晶粒尺寸将明显长大。随着挤压比的增大,挤压载荷明显增大,采用大于6∶1的挤压比,有利于获得平均晶粒小于10 μm的完全再结晶超塑性组织。载荷随热挤压速度的升高而增大,在保证合金组织为细晶的条件下,应尽量选择较低的挤压速度。由于在热挤压过程中合金已发生了完全的动态再结晶,未观察到明显的取向,力学性能测试结果也表明沿着挤压方向和垂直于挤压方向的性能相当,说明不同挤压方向的微织构对性能没有明显影响。     

热变形对FGH96高温合金原始颗粒边界的影响

通过Gleeble-1500热模拟试验机对热等静压成形FGH96高温合金进行热压缩试验,其中温度为1075℃,变形速率为0.001 s-1,变形量为70%。利用场发射扫描电镜、透射电镜和电子能谱研究了合金原始颗粒边界（prior particle boundary,PPB）的组成,讨论了原始颗粒边界在FGH96高温合金再结晶过程中的作用,并分析了合金热变形对原始颗粒边界的影响。结果表明:热等静压成形FGH96高温合金中的原始颗粒边界主要由Ti的碳化物和γˊ相共同组成;原始颗粒边界对合金热变形再结晶形核起促进作用,对晶粒长大起阻碍作用;合金热变形可以改善原始颗粒边界在组织中的分布,从而使晶粒长大过程顺利进行。