激光烧结与等静压复合技术制造致密合金零件

通过机械混合Fe,C及环氧树脂粉末配制了选择性激光烧结(SLS)用复合材料,利用SLS方法制备了生坯.分别经过脱脂预烧、冷等静压(CIP)、高温烧结和热等静压(HIP)处理提高其致密度,进而改善其力学性能.并采用阿基米德定律、环境扫描电镜与万能拉伸试验机分别对HIP试样的致密度、微观组织与力学性能进行测试.结果表明:合金材料致密度达到97%左右,极限拉伸强度超过350 MPa,延伸率大于9%,经HIP处理后试样显微组织为粒状珠光体与铁素体.     

钨异形件等离子喷涂近净成形技术研究

采用等离子喷涂近净成形技术制备钨喷管、钨药型罩等薄壁或复杂形状零部件,研究热等静压温度、压力及处理时间对其致密度、组织结构、显微硬度及拉伸强度等性能的影响.研究结果表明:喷涂成形件为典型的柱状晶层片结构,粒子层结合部位存在较多孔隙及微观缝隙,成形件致密度为85.6％,其显微硬度和拉伸强度等力学性能偏低.经低压热等静压( 1600℃,10 MPa,60 min)、高压热等静压(1600℃,150 MPa,120 min)及二步热等静压(1600℃,10 MPa,60 min和1600℃,150 MPa,120 min)处理后,随着热等静压压力的升高以及处理时间的延长,钨构件的相对密度、显微硬度及拉伸强度逐渐增大,多面体再结晶晶粒逐渐长大,沉积层仍保持原始的层片结构.然而,当热等静压温度显著升高及时间延长(2000℃,10 MPa,360 min),样品由层片结构转变为颗粒结构,再结晶晶粒显著长大,断口呈典型的穿晶断裂形貌.     

镍基粉末高温合金FGH95的组织和性能

论文讨论了FGH95氩气雾化粉末颗粒的凝固组织，合金相组成，表面化学成分；粉末经过热等静压后的显微组织与相组成，原颗粒边界碳化物的本质和形成机制，热等静压坯再经热挤压后合金组织的改善，以及用改进的最终热处理使合金获得良好的显微组织，以提高合金的高温的拉伸，持久断裂，低周疲劳性能。     

热等静压316L不锈钢致密体的组织与性能

采用热等静压方法对气雾化316L奥氏体不锈钢粉末致密化,用箱式电阻炉对致密体进行了固溶处理,研究了固溶前后致密体的显微组织和力学性能,并对其拉伸断口形貌进行了分析．结果表明：热等静压态致密体密度接近理论全致密,内部组织为细小的奥氏体,存在较多的碳化物,抗拉强度、屈服强度分别达到595．3MPa和263．3MPa,延伸率为58．3％,硬度为HBS152．3;固溶处理使致密体强度和硬度降低,塑性增加,且随着固溶温度的提高,强度迅速降低,塑性明显提高,最佳固溶温度为1050℃;在固溶温度为1050℃和水冷的情况下,最佳保温时间为20min;固溶处理前后拉伸试样断口呈现明显的韧性断裂,固溶韧性好于固溶前的,均高于热轧态产品的韧性．     

微量Yb对Al-Zn-Mg-Cu-Zr超高强铝合金的强韧化作用

通过拉伸性能和断裂韧性测试、扫描电镜断口分析、金相和透射电镜观察,研究添加微量Yb对Al-Zn-Mg-Cu-Zr超高强铝合金(7A60合金)的显微组织和力学性能的影响;根据合金的显微组织特征,分析添加微量Yb对合金强韧化的作用机理.研究结果表明:在7A60合金中添加0.3%Yb后,形成的含Yb共格弥散相,基体保持形变回复组织,基体晶内未形成明显的亚晶组织,抑制了基体再结晶;与7A60合金相比,添加0.3%Yb的合金拉伸断裂时沿晶界和亚晶界分布的二次裂纹明显减少,沿晶界断裂抗力提高;抗拉强度%从710 MPa提高至747 MPa,屈服强度σ0.2从684 MPa提高至726 MPa,断裂韧性KIC从21.6 MN/m3/2提高至29.3 MN/m3/2.     

热等静压对等离子喷涂成形制备钼制品的影响

先采用球磨加喷雾干燥制备喷涂钼粉,然后通过等离子喷涂制备预设厚度的钼沉积层,再对其进行热等静压处理制备钼制品。使用阿基米德法测量钼沉积层和钼制品的相对密度,用显微硬度计测量它们的维氏硬度,用万能材料试验机测试它们的拉伸强度,用扫描电镜观察它们的外表面、截面和断口微观形貌。研究结果表明:采用等离子喷涂技术能制备致密度达89.7%、拉伸强度达44 MPa、显微硬度(HV)约152、厚度达5 mm的钼沉积层。钼沉积层经过低压热等静压处理后,其显微结构得到改善,相对密度达92%,力学性能提高(拉伸强度达到54 MPa,显微硬度(HV)约246);经二次高压热等静压处理后,钼沉积层的层状结构特征完全消失,颗粒结合紧密,出现等轴晶粒,伴随晶粒长大,断口出现穿晶解理断裂,相对密度达到97.3%,拉伸强度提高到110 MPa,显微硬度(HV)达到321。     

YSZ含量对多孔氧化铝支撑体断裂韧性的影响

针对陶瓷膜支撑体材料的脆性问题,研究添加适量氧化锆粉体来改善多孔氧化铝陶瓷支撑体的断裂韧性。采用干压成型法,分别在1400°C、1450°C、1500°C、1550°C、1600°C烧后得到相应的支撑体,考察各支撑体的断裂韧性,以及各支撑体的孔隙率和抗折强度随氧化锆添加量的变化规律,采用XRD(X-raydiffraction)物相分析手段对氧化锆增韧多孔氧化铝陶瓷的增韧机理进行了探讨。研究结果表明:1600°C热处理后,当YSZ含量为6wt%时,支撑体的抗折强度和断裂韧性值最大,分别为137MPa和2.5MPa.m1/2,其中,t-ZrO2转变为m-ZrO2是支撑体断裂韧性提高的根本原因。     

热等静压保温温度对TC4合金组织及拉伸性能的影响

通过热等静压近净成形技术制备的TC4合金具有独特的优势,近年来受到大量关注.研究了热等静压保温温度对TC4合金显微组织及拉伸性能的影响.结果表明:120 MPa、2 h保压条件下,保温温度达到800℃时,合金完全致密化;随着保温温度从800℃升高到920℃,合金的抗拉强度从942 MPa降为920 MPa,拉伸应变从1...     

FGH95镍基合金组织结构对持久性能的影响

通过对不同温度热等静压FGH95合金进行完全热处理、组织形貌观察、XRD谱线分析及持久性能测试,研究FGH95合金组织结构对持久性能的影响。结果表明:随着HIP温度升高,分布在原始颗粒边界处的粗大γ′相数量和尺寸逐渐减小,当HIP温度提高至1 180℃,晶粒明显长大。热等静压合金经完全热处理后,粒状碳化物沿晶界和晶内不连续分布,且细小γ′相在基体中弥散析出。经X线衍射分析,随热等静压温度升高,γ和γ′两相晶格常数略有增加,但错配度逐渐减小;在650℃,1 034 MPa条件下,由于1 120℃HIP合金完全热处理后具有较高的晶格错配度,致使合金具有较长持久寿命;合金在蠕变期间的变形特征是位错滑移,位错绕过或剪切γ′相。     

组织和成分因素对低碳结构钢解理断裂应力及断裂韧性的影响

本文揭示了板条组织的解理断裂应力在整个试验温度范围内是不依赖于温度而变化的。表明组织类型对解理断裂有重要影响:马氏体组织具有极高的解理断裂应力以及在同样试验温度下低的断裂韧性,铁素体截然相反,贝氏体位于其间。此外碳含量有其附加影响。切口试样测得的解理断裂应力明显高于光滑试样。     

SLS/CIP/HIP制造微量FeB+AISI304零件

为解决间接选择性激光烧结(SLS)金属零件致密度低与力学性能差等问题.提出将冷等静压技术(CIP)、高温烧结与热等静压技术(HIP)引入SLS.通过排水法结合SEM显微形貌与拉伸性能测试等方法,探讨了在SLS/CIP/HIP过程中高温烧结温度对微量FeB+AISl304 SLS零件致密度影响,微量FeB对其致密度、金相组织与力学性能作用等.结果表明,随烧结温度升高,高温烧结后微量FeB+AISl304 SLS零件致密度逐渐增加;当FeB质量分数从0.5%增加到5%时,其致密度逐渐增加,但是,晶界处a-Fe和Fe2B共晶与Ni和Ni3B共晶增多,导致其力学性能逐渐恶化,其中,当FeB质量分数为0.5%时,其致密度、弹性模量、屈服强度、拉伸强度和延伸率分别达到98.1%,209 GPa,338 MPa,527.36 MPa和8%.     

注射成形钨合金的显微结构对其力学性能的影响

采用一种新型半固态塑料体系粘结剂和多组元低分子混合溶剂进行快速溶剂脱脂、热脱脂、烧结,制备了性能较高的拉伸试样、冲击韧性试样和钨棒弹芯材料.测试了拉伸试样、冲击韧性试样及弹芯材料的显微组织与性能,研究了显微组织结构特征对其力学性能的影响.研究结果表明,注射成形弹芯材料的力学性能都优于传统方法制备的弹芯材料的力学性能,其拉伸断口和冲击断口均呈现大量的钨晶粒穿晶解理断裂;与标准拉伸样和冲击样相比,弹芯厚度较大的试样,完全脱除粘结剂很困难,试样中仍存在少量残留杂质,这些杂质大部分存在于晶界,使其冲击断口和拉伸断口上呈现较多的钨晶粒沿晶断裂,导致弹芯材料合金性能降低;烧结温度对断口形貌和力学性能也有较大影响.     

Ti-1300钛合金挤压管材组织性能研究

通过室温拉伸测试和显微组织观察,研究了挤压温度和热处理工艺对Ti-1300钛合金挤压管材显微组织和力学性能的影响,讨论了热加工工艺、显微组织和力学性能之间的关系。结果表明：Ti-1300钛合金在两相区挤压后的横向组织均匀细小,纵向组织沿挤压加工流线破碎均匀;其拉伸强度高达1 445 MPa。管材在相变点以上的高温固溶组织主要由等轴β相晶粒组成,具有较好的塑性。合金两相区挤压后具有较好的强度和塑性的匹配,两相区挤压的塑性明显优于β单相区挤压,尤其面缩。试样经过固溶时效处理后显微组织明显细化,强度大幅度提高,可达1 300 MPa以上。     

12Ni3CrMoV钢焊接热影响区的断裂特征

本文采用裂纹张开位移(COD)试验方法,对60公斤级高强钢(12Ni3CrMoV)的热模拟试样,单道焊和多道焊实焊试样,热影响区的断裂韧性和裂纹扩展阻力进行了详细的研究.研究表明,在12Ni3CrMoV钢的焊接热影响区中存在着粗晶区脆化和不完全相变区脆化.粗大的马氏体和焊接过程产生的粒状贝氏体是脆化的内在原因.热模拟试样能够反映热影响区中各种组织的相对韧性次序.在模拟粗晶区中,晶粒度的大小是影响裂纹扩展阻力的主要因素.热模拟粗晶区的断裂韧性最差,而多道焊粗晶区具有较好的韧性,这是因为多道焊的粗晶区中马氏体经过多次热循环回火所致.焊接热模拟试样能够反映热影响区中对应组织的韧性,但利用热模拟试样难以评定实际焊接接头中热影响区的裂纹扩展阻力.     

Fe_(86)Zr_7B_6Cu_1非晶条带在热等静压中的纳米晶化及其软磁性能

为了细化纳米晶软磁材料中纳米颗粒的晶粒尺寸和提高其体积分数,对热等静压(HIP)晶化处理非晶Fe86Zr7B6Cu1条带进行研究。利用DSC对非晶合金进行热分析,利用X线衍射(XRD)对纳米晶条带进行相结构、晶粒尺寸和体积分数分析和测算,采用振动样品磁强计(VSM)测定试样的饱和磁感应强度和矫顽力。研究结果表明:当压力由常压增大到150MPa时,α-Fe纳米颗粒的晶粒尺寸由13.2nm降至7.3nm;当压力由常压增大到100MPa时,α-Fe纳米颗粒的体积分数由64.8%上升到72.2%,而后当压力进一步增大到150MPa,体积分数则降至70.2%;当压力由常压增大到150MPa时,试样的矫顽力由15.8A/m减小到1.8A/m;经100MPa热等静压处理后,试样的饱和磁感应强度高达1.65T,矫顽力仅为2.4A/m。     

热压ZrO2/MoSi2复合材料的强韧化效果与机制

用纳米尺寸的ZrO2粒子对MoSi2的增韧补强效果及其作用机制进行了初步研究和探讨.结果证明不含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒对MoSi2的增韧效果显著,而含Y2O3稳定剂的ZrO2颗粒的增韧效果有限.前者的增韧机制主要以微裂纹增韧为主,致使室温断裂强度有所降低;后者主要是应力诱发的相变增韧为主,故断裂韧性与强度同时得到了提高.断口分析表明复合材料中ZrO2粒子使MoSi2的断裂模式从穿晶型向准解理穿晶或沿晶型"碎化"断裂模式转变,这种断裂模式的转变与断裂韧性的提高相对应.另外还发现应力诱发相变增韧效果有限可能与基体晶粒较粗以及纳米粒子在热压过程中的团聚长大有关.     

FGH95合金热等静压及热等静压加热处理状态的显微组织

用光学显微镜,透射电子显微镜及X射线衍射技术研究了粉末高温合金FGH95在热等静压及热等静压加热处理状态的显微组织。结果指出:在上述两种状态下试样中存在着γ′、MC、M_(23)C_(?)相,在原粉末颗粒边界发现有富A1和Zr的氧化物。     

锻造工艺对TA10钛合金组织性能的影响

将TA10钛合金进行不同次数的镦拔,并进行700℃、保温1 h的退火处理,利用光学显微镜与万能拉伸试验机分析镦拔次数对合金组织与性能的影响。试验结果表明:退火处理前,随着镦拔次数的增加,TA10钛合金的强度和塑性先上升后略微下降;合金的断裂方式以准解理断裂为主。退火处理后,一镦一拔得到网篮组织,两镦两拔得到均匀等轴晶组织,三镦三拔得到粗大的组织;TA10钛合金的断裂方式以韧性断裂为主。两镦两拔退火处理后,TA10钛合金显微组织均匀细小,抗拉强度达687 MPa,伸长率达22.5%,是较佳的锻造工艺方案。     

粉末冶金法制得的白口铸铁的超塑性研究

通过快速结晶法制得了2.875％C+1.3％Cr的白口铸铁粉末。然后用热等静压方法在温度720℃,压力150MPa将粉末压3h得到了高密度的粉末压块。压块经63％的变形后,显微组织由晶粒尺寸为1～3μm的铁素体和直径小于3.5μm的渗碳体颗粒组成。在670～770℃的温度区间和3×10~(-4)～1~(s-1)的应变速率范围,对材料在热等静压后和热等静压+63％的墩粗变形后的超塑性行为进行了研究。研究结果表明:材料在720℃和3×10~(-3)～3×10~(-2s-1)的应变速率下显示出低的流动应力和高的应变速率敏感性(m=0.42)。     

Mo-C棒的横向弯曲性能

采用弯曲性能测量、晶内及晶界的显微硬度测试、金相显微镜、扫描电镜观察等方法,对不同状态下的Mo-C棒横向弯曲性能及组织进行研究.研究结果表明:Mo-C棒再结晶开始温度在950℃左右,在1200℃时基本形成了等轴晶组织;当退火温度低于1200℃时,随着退火温度的升高,合金的横向弯曲性能逐渐提高,在1100～1200℃时,合金的横向弯曲延伸率最高,达到5%.添加碳后,合金的晶界显微硬度比合金的晶内显微硬度高150MPa左右:纯钼的断裂方式以沿晶断裂为主,添加碳后,由于合金的晶界强度得到提高,合金的断裂方式变成以穿晶断裂为主,断口上有大量的解理面,具有明显的河流状花样和解理台阶,且塑性越好的断口,撕裂岭也越多;当添加的碳含量偏高时,在晶界处产生了大颗粒的碳化物,这种大颗粒的碳化物会降低合金的塑性.