超音速气雾化制备316 L不锈钢粉末的表征

利用自行研制的超音速雾化技术制备了316 L不锈钢粉末,采用激光粒度仪、扫描电镜、金相显微镜和X射线衍射仪进行了表征. 结果表明,316 L不锈钢粉末的平均粒度约为24 μm,粒度分布的几何标准偏差δ为1.75;粉末内部存在三种典型凝固组织,即具有发达二次枝晶的枝晶组织、胞晶组织以及枝状晶与胞状晶的混合组织;大粒径气雾化316 L不锈钢粉末为单一的γ奥氏体相,小粒径粉末由γ奥氏体相+少量δ铁素体相共同组成;熔滴的冷速随着粒径的减小而提高,平均冷却速率为104～107 K·s-1.     

含Hf镍基粉末高温合金快速凝固粉末颗粒特性

采用扫描电镜、透射电镜及其附带的能谱仪和碳复型萃取技术等多种手段研究了不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒显微组织、枝晶间合金元素偏析和析出相.发现Hf含量可以改变粉末颗粒内部树枝晶、胞状长大晶和微晶凝固组织的比例,粉末的快速凝固组织形态主要取决于冷却速率和固液界面前沿温度梯度与长大速度的比值.不同Hf含量的FGH96合金粉末颗粒中,Nb、Ti、Zr和Al均富集于枝晶间,Co、Cr、W和Ni均富集于枝晶轴.当Hf质量分数为0.3%时,Ti、Nb、Zr、Hf等强碳化物形成元素的枝晶偏析程度最小.在快速凝固粉末颗粒中,Hf对氧含量比碳含量更敏感,优先形成更稳定的氧化物HfO2.     

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。     

氩气雾化制备Al82Ni10Y8非晶态结构粉末

采用氩气雾化方法制备了Al82Ni10Y8合金粉末,利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和差示扫描量热仪(DSC)对粉末的微观结构、相组成及热稳定性进行了分析.研究结果表明,粒径小于20 μm的Al82Ni10Y8雾化粉末结构为典型的非晶态,粒径大于20 μm的粉末由非晶基体 晶化相组成;优先出现的晶化相为含少量Ni和Y的fcc-Al,大直径的粉末出现树枝状结构;粒径小于26 μm的Al82Ni10Y8雾化粉末具有明显的玻璃化转变和晶化现象,Tg,Tx1和ΔTx 分别为539 K,561 K和22 K.当连续升温时,Al82Ni10Y8雾化粉末的DSC曲线出现3～4个放热峰,表现出多级晶化现象.     

EIGA法制备激光3D打印用TC4合金粉末

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末,研究了雾化气压对粉末收得率、粒径、粉末形貌、松装密度、流动性及空心球率等特征的影响.结果表明:随着雾化气压的增加,粉末收得率、球形度增加,而粉末平均粒径减小.雾化气压为6.0MPa时,粉末收得率超过50%,平均粒径小于100μm,松装密度为2.950 g/cm~3,流动性为2.242 g/s,空心球率低于3%.雾化气压为7.0 MPa时,非球形缺陷粉末和空心球率增加.对比雾化气压为6.0 MPa制备的不同粒径粉末,以及激光3D打印后的拉伸曲线与断口形貌,发现50~100μm粉末打印TC4合金的抗拉强度达907.7 MPa,延伸率最大达15.3%,具有良好的强韧性.     

氩气雾化Rene''''95合金粉末颗粒二次枝晶间距的研究

本文利用光学显微镜定量金相法测量了氩气雾化Rene'95粉末高温合金粉末颗粒的平均二次枝晶间距,应用牛顿冷却定律得出粉末颗粒的冷却速度,并计算了粉末颗粒完全凝固所需要的时间。在此基础上推导出了Rene'95合金粉末颗粒的二次枝晶间距、颗粒直径以及冷却速度和凝固速度、凝固时间之间的关系。d=0.242D~(?),d=10.9V~(?),d=2.47(de/dt)~(-0.492),d=39.28t~(k0·145)。研究结果表明:氩气雾化Rene′95合金粉末颗粒凝固时,满足一般铸造合金时的关系式,即d=av~(?),d=bt~(?),n基本上在1/3～1/2之间。     

FGH95与Rene''''95合金粉末热学凝固参数和微观组织

大量实验证明,铸态组织中二次枝晶臂距主要受冷却速度或凝固时间的影响。本文对FGH95和Rene'95氩气雾化的、不同粒度级的粉末颗粒测定了二次枝晶臂距,计算了冷却速度(?)、完成凝的固时间tf、凝固速度R及固—液界面前沿温度梯度G。结果表明:两种粉末粒度在-60—+320目范围内冷却速度为10~3-10~4℃/s,凝固时间为10~(-1)—10~(-2)s。随着粉末颗粒减小,冷却速度增加,G/R值增大,粉末颗粒的凝固从以树枝晶为主的方式逐渐转变成以胞状晶为主的方式,用G/R值来判断凝固组织中的碳化物形态不是唯一因素。     

氩气雾化FGH95合金空心粉末的研究

本文采用测定粉末真密度法、光学显微镜定量金相法和图象分析仪等方法研究了FGH95高温合金粉末空心度、粉末空心平均尺寸与粉末粒度的关系。 的增大而增研究得出:氩气雾化FGH95合金粉末中的空心度、空心平均尺寸均随粉末粒度大。粉末空心的形貌基本上是等轴的、球形的,而且随粉末粒度的增化而越来越呈规则的球形。 研究表明:用上述3种方法来研究FGH95合金粉末的空心度,粉末真密度法测量值有偏离,但3种方法的测量结果,其变化的趋势是一致的;用光学显微镜定量金相法和图象分析仪测定粉末空心的平均尺寸,结果一致。 此外,文中还对FGH95合金扮末与Rene′95合金粉末的空心虚、空心平均尺寸进行了比较。     

镍基耐蚀合金扩散均匀化处理及组织性能演变

基于三维扩散理论,对所研制的Ni-Cr-Mo-Cu铸态合金的均匀化、固溶处理工艺的有效性,以及对其显微组织、力学性能和耐蚀性能的演变进行了试验研究.研究结果表明:手工电弧炉熔炼、真空感应炉熔炼和真空自耗电极炉熔炼得到比较粗大的铸态组织(分别为约20μm的胞状结构、间距80~100μm的粗大树枝晶和60~80μm的方向性树枝晶),经1 140~1 170℃,2.5 h的处理后,其胞状或枝晶组织消失、偏析组织达到均匀化.与铸态合金相比,固溶状态合金在4种典型介质中的耐蚀性都获得提高(15%~25%以上),硬度、强度提高近30%;在盐酸、混合酸和FeCl3溶液中Ni-Cr-Mo-Cu合金的耐蚀性比1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢提高1~3个数量级.通过扩散方程傅里叶级数解的分析,导得适合该耐蚀合金固溶处理时间的半经验公式.     

送粉速率对射频等离子体球化粉末性能的影响

采用射频等离子体球化技术对多次激光3D打印废弃的GH4169合金粉末颗粒进行二次改造,研究了送粉速率对粉末球化效果的影响规律,分析了粉末球化前后显微组织及性能的差异.研究结果表明:送粉速率越小,单位质量粉末吸收过多的热量而导致其气化,颗粒表面“吸附小颗粒粉末”较多,球形粉末收得率很小;送粉速率越高,单位质量粉末吸收的热量不足以熔化所有粉末颗粒,出现部分的卫星球、包覆粉等缺陷,粉末球化率降低.球化处理后的粉末颗粒显微组织主要包括胞状晶、柱状晶和微晶.在适宜的等离子体球化工艺参数下,获得的粉末颗粒球形度极佳,流动性和松装比得到显著改善,粉末平均粒径增大,粒径分布更趋均匀.     

激光熔覆TiN金属陶瓷涂层的微观组织

采用CO2激光在TC4合金表面熔覆TiN—Ti和TiN—NiCrBSi金属陶瓷涂层，利用XRD和SEM等分析了熔覆层的微观组织，测试了熔覆层的硬度，结果表明：在TiN—Ti激光熔覆层中，表层TiN颗粒全部溶解，底层TiN颗粒部分溶解，熔覆层的组织是在α—Ti基体上分布着TiN树枝晶和TiN颗粒，熔覆层的显微硬度在400～700HV之间；TiN—NiCrBSi激光熔覆层的组织γ-Ni树枝晶和TiN颗粒等相组成，显微硬度在900-1200HV之间；熔覆层与基材结合区为TC4合金和Ni基合金的混和凝固区，呈现树枝晶和胞状晶形态，显微硬度在600～650HV之间．     

细晶Mo-40%Cu合金的烧结性能

采用溶胶—喷雾干燥—煅烧—氢还原工艺制取纳米晶Mo-40%Cu(质量分数)复合粉末,并利用该粉末制备具有优良物理力学性能的细晶Mo-40%Cu合金。研究烧结温度、时间对合金性能的影响,检测合金的物理力学性能,分析合金的显微组织与断口形貌特征。研究结果表明:采用该法制取的纳米晶Mo-40%Cu复合粉末烧结活性高,其成形压坯在1 050～1 100℃于H2气氛中烧结保温60 min即可实现材料的快速致密化,合金的相对密度可达到98%以上,最大拉伸强度和伸长率分别为630 MPa和6.97%,且组织晶粒细小(平均粒径小于1μm)。     

数值模拟雾化气压对GH4169合金粉末粒径的影响

针对工艺参数与高温合金雾化粉末粒径间的复杂联系，采用ANSYS-Fluent数值模拟GH4169高温合金真空感应气雾化(VIGA)制粉过程中液滴的破碎行为，分析了雾化气压对金属熔体雾化过程和粉末粒度分布的影响.结果表明:一次雾化过程的带状液膜厚度和液滴面积逐渐减小；二次雾化对熔体的破碎作用逐渐增强，雾化所得粉末粒径越来越细小，中位径从81.10 μm减小到69.80，64.77，52.30，41.80μm；细粉收得率逐渐提高，由1.72%提高到12.62%，18.89%，56.50%，71.54%.     

紧耦合气雾化制备Al基非晶合金粉末

开展了采用紧耦合气雾化方法制备Al基合金粉末的实验和理论研究.利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜和透射电镜分析了粉末的表面形貌、显微组织和结构特征,根据气雾化过程中熔滴的破碎模式和冷却行为确定了Al基合金的非晶化临界冷却速率及相应粉末粒径.结果表明:气雾化粉末中存在部分非晶粉末,非晶粉末的粒径小于26μm;Al基合金的非晶化临界冷却速率大致为106K.s-1;雾化中熔体的破碎和冷却是两个相互耦合(矛盾)的过程,快速冷却(大于104K.s-1)极大地阻碍熔体的充分雾化,同时熔滴的破碎模式对其冷却行为具有显著的影响.目前紧耦合气雾化技术还只能制得非晶/晶态混合的Al基合金粉末.     

激冷雾化粉末的结晶形貌与溶质原子偏析特征

本文详细讨论了激冷雾化马氏体时效钢粉末的形貌变化伴随的溶质原子的偏析特征。结果表明,随着冷却速度的增加,在粉末的结晶形貌发生树枝晶→胞状枝晶→胞状晶→痘点状晶变化的同时,溶质原子的偏析程度明显下降,偏析特征随之改变。当获得痘点状晶时,没有发现溶质原子的明显偏析。     

强磁场下Cu-25%Ag合金的凝固行为

研究了强磁场对Cu-25%Ag(质量分数)合金凝固组织的影响,分析了不同磁场条件对合金凝固组织的作用机理.研究发现,均恒磁场和梯度磁场对合金的凝固组织有重要影响,改变了富Cu枝晶形貌和尺寸,无磁场条件下初生富Cu枝晶分布不均匀,一次枝晶比较长且粗大,枝晶主要以柱状枝晶为主;在12 T磁场条件下,富Cu枝晶分布比较均匀,一次枝晶变短、粗化,枝晶主要以胞状枝晶为主;在负梯度磁场条件下,富Cu枝晶分布不均匀,在试样下部,树枝晶减少,以小平面方式生长的粗大胞晶为主.通过实验研究表明,利用均恒强磁场控制Cu-Ag合金凝固组织,细化晶粒、减小偏析是具有可行性的.     

强磁场对Al-4.5％Cu合金枝晶生长行为影响的初步研究

以Al-4.5%Cu合金为对象进行了稳恒强磁场对枝晶生长行为影响的初步研究,发现10 T的强磁场明显影响了Al-4.5%Cu枝晶定向生长组织.生长速度R在5,10,20μm/s时,无磁场的条件下形成规则的树枝晶的组织,施加10 T强磁场后,界面淬火枝晶组织变得不规则,在随后的凝固过程中树枝晶组织几乎消失,形成接近胞晶形态的组织.磁场强度达到4 T以上后,枝晶间距明显增加.施加强磁场后宏观组织细化,晶粒增多,形成定向凝固下的等轴晶组织的特殊现象.随着生长速度的增加,磁场的作用逐渐减弱.     

扩散法制备Al_2O_3弥散强化铜-锡合金粉末及其表征

以Al2O3弥散强化铜合金(简称"弥散铜")粉和雾化锡粉为原料,经600,700和800℃扩散处理制备弥散铜-锡合金粉末,研究扩散温度对合金粉末物相组成、组织形貌、松装密度、流动性、显微硬度和粒度分布等性能的影响,并考察合金粉末的成形特性。研究结果表明:经700℃和800℃扩散处理后,可获得锡分布均匀的弥散铜-锡合金粉末;该合金粉末整体呈不规则形状,局部呈近球形。于700℃扩散处理制备的弥散铜-锡合金粉末具有最佳的综合粉末特性,其松装密度、流动性、显微硬度(HV0.05)和中位粒径分别为2.74 g/cm3,35.1 s/(50 g),140.2和38.8μm;扩散法制备的弥散铜-锡合金粉末具有松装密度低、流动性好、显微硬度高和粒度细小等特点,并且成形稳定性良好,可用于规模化生产。     

FGH95和Rene''''95合金粉末表面成分和组织结构的分析

对氩气雾化法生产的FGH95和Rene′95粉末颗粒用光学及电子显微镜、X射线能谱和俄歇谱仪等,观察和分析了合金粉末的形貌、显微组织和表面化学成分。     

超固相线液相烧结Inconel 718合金

以惰性气体雾化粉末为原料,采用超固相线液相烧结方法制备了Inconel 718粉末高温合金,研究了粉末合金的烧结温度和热处理制度对合金组织和力学性能的影响. 实验结果表明:在1240℃真空烧结120min可以制备出相对密度为98.5%的粉末合金,后续的热等静压处理可以将其相对密度提高到99.7%;经热处理后,合金的抗拉强度和延伸率分别为1280MPa和9%;析出相为球形γ′相、针状γ″相以及粗大的碳化物,平均晶粒大小在50μm以下.