硼元素对TiAl基合金凝固组织的影响

实验采用真空水冷铜坩埚非自耗真空钨极电弧熔炼炉制备Ti-45Al-xB合金,对比研究了B元素对TiAl基合金凝固组织的影响.结果表明硼元素对TiAl基合金凝固组织具有细化作用,硼含量在0到0.6%范围内时,随着硼含量的增加,合金凝固组织细化程度增加,而与Ti45Al0.6B合金相比,Ti45Al0.8B合金的凝固组织出现粗化现象;相较于二元TiAl合金,硼的添加使合金的片层间距减小;但硼含量为0.4%～0.8%时,随着硼含量的增加,片层间距缓慢增加.硼含量在0～0.8%时,硼元素对Ti45Al合金的作用机理主要包括TiB2对固相生长的阻碍作用以及TiB2的辅助形核作用.     

机械球磨与不同温度烧结下的TiAl合金研究

文章采用测密度、硬度、金相、XRD及能谱分析的方法,研究了在不同温度下烧结后试样的显微结构。结果表明,Ti-Al(xAl=44.7%)粉末的扩散反应随机械球磨时间的延长而加快,且在低温扩散保温下转变为金属间化合物,经过45 h球磨后并保温转变为-γTiAl相和一部分-αTi3Al;试样在700℃烧结后的显微组织呈层片状晶粒,晶粒边界不清晰;在1 250℃下晶化,晶粒平均尺寸在0.3~0.6μm。     

外加Al2O3颗粒对Ti-Al-TiO2系合成产物微观结构的影响

Ti-Al-TiO2体系外加不同含量的Al2O3颗粒获得了Al2O3/TiAl基复合材料,研究了产物的相组成及微观组织.结果表明:Al2O3颗粒多分布在基体晶界处.随外加Al2O3含量的增大,晶粒变小,但增强相颗粒团聚严重.外加Al2O3量存在一个临界值.含量过高,易造成结构疏松,不致密,形成大的气孔,且由于TiO2的活化作用,会造成外加的Al2O3颗粒烧结呈板状联结分布;含量较低,颗粒与界面的结合不够紧凑,但颗粒的结晶度较好.     

原料液氮低温球磨处理对Ti-Al_2O_3复合材料力学性能的影响

针对Ti-Al_2O_3金属陶瓷烧结过程中易形成金属间化合物脆性相,从而劣化力学性能的问题,采用液氮低温球磨制备表面氮钝化的Ti纳米粉体,并进一步制备Ti-Al_2O_3复合材料,研究液氮球磨时间对Ti粉物相组成和微观结构的影响,并对比液氮球磨处理前、后粉体对Ti-Al_2O_3复合材料物相组成、微观结构及其力学性能的影响。结果表明,液氮低温球磨后的复合粉体明显改善了Ti-Al_2O_3复合材料的烧结情况,孔洞减少,致密性变好,物相分散均匀,并且液氮球磨后未发现Ti3Al脆性相,取而代之的是Ti N和Al Ti3N相,从而使Ti-Al_2O_3复合材料的强度和硬度显著增大。     

球磨时间对Ti/HA复合材料组织与力学性能的影响

采用粉末冶金法,在1300℃真空烧结2h制备了65%Ti+35%HA配比的复合材料;研究了在湿磨条件下,球磨时间对Ti/HA复合材料烧结样品组织与性能的影响。实验测定了复合材料烧结体的抗压强度和硬度,观察了混合粉体的表面形貌和烧结体的内部组织形貌。研究表明:延长球磨时间至16h时,Ti和HA均得到显著细化,HA相弥散分布于Ti基体中,形成了理想的网格结构,烧结体的硬度和抗压强度均显著提高。     

机械合金化制备Ti-Al-Si纳米金属间化合物

4种成分的Ti-Al-Si颗粒T3，T4，T5和T6通过球磨获得非晶．这些非晶在退火时的结构变化分为3个阶段：（1）球磨非晶的部分晶化并产生Ti5Si3；（2）其余非晶的完全晶化并依赖于颗粒中Ti和Al的组成产生钛铝金属间化合物，（3）粉末中各相的晶粒长大．晶化反应依粉末成分产生Ti3Al，TiAl和Al3Ti.Ti5Si3是晶化反应的唯一硅化物.低于800℃退火可获得纳米晶。     

Mn含量对铸造高铌TiAl合金组织和性能的影响

选择两种Mn含量不同的高铌TiAl合金Ti46Al8Nb2Mn0.2B和Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B,通过热等静压(HIP)及后续热处理,结合组织和力学性能的分析,研究了Mn含量对高铌TiAl合金的组织和性能的影响.XRD和SEM背散射电子实验结果表明:Mn含量较高的Ti46Al8Nb2Mn0.2B合金,经热等静压及循环热处理,得到的双态组织较粗大,并且有少量脆性β相存在;Mn含量较低的Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金,经热等静压后直接在双相区长时间保温处理,得到了细小的双态组织,并且完全消除了β相.室温拉伸实验表明,Mn含量的降低提高了Ti46Al8Nb1.3Mn0.2B合金的力学性能,其延伸率、屈服强度和断裂强度分别达到2.4%、548MPa和660MPa.断口形貌分析表明,室温下两种合金都属于解理断裂.     

球磨时间和热压温度对Mg_2Si组织和性能的影响

采用机械合金化与热压烧结相结合的方法制备Mg2Si金属间化合物,研究粉末球磨时间以及热压温度对Mg2Si物相、组织、硬度及致密度的影响,结果表明:随着球磨时间延长和热压温度的升高,物相并未发生改变,显微组织中气孔逐渐减少,组织更加均匀.硬度和致密度在700、750℃下随球磨时间的延长而增加,800℃下随球磨时间的延长呈先增大后减小趋势.     

新型TiC钢结硬质合金致密化技术

采用行星式球磨机对Fe-3.0Cr-3.0Mo-0.5Cu.0.5C-33TiC新型钢结硬质合金混合粉末进行高能球磨,对烧结后的合金进行热等静压和锻造处理,研究球磨时间、热等静压及锻造工艺对合金组织、性能及孔隙度的影响.研究结果表明:高能球磨使粉末细化和成分均匀化,促进烧结进程,随球磨时间的延长,合金组织细化且致密;热等静压和锻造工艺可进一步减小和消除合金中烧结后残留的孔洞等缺陷;锻造作为最后工艺,可使TiC颗粒之间的连接破碎,促使硬质相颗粒弥散分布,从而改善烧结组织,提高合金的致密性及力学性能.     

3%C-Cu机械球磨复合粉末的烧结

为了给后续的致密化工序(如热挤压)提供较高质量的烧结坯,用扫描电镜和光学显微镜分析了3%C-Cu机械球磨复合粉末所制备烧结坯的显微组织,并研究了工艺参数对其相对致密度的影响规律.结果表明,烧结温度对未机械球磨混合粉烧结行为的影响很大,而机械球磨复合粉对烧结温度不敏感.真空热压烧结可以明显地促进致密化过程.提高烧结温度、延长烧结保温时间或增加热压压强,均有助于提高烧结坯的相对致密度.在相同条件下,烧结坯的相对致密度随着复合粉末机械球磨时间的延长而降低.     

Ti-Al系粉末机械合金化的热力学分析

参考Miedema半经验理论 ,建立了Ti -Al系机械合金化 (MA)过程的热力学模型 ,计算了合金呈有序金属间化合物、无序固溶体和非晶态的形成自由能。对Ti50 Al50 不同球磨时间MA粉末的X射线衍射 (XRD)结果进行了分析 ,验证了该热力学模型的正确性     

原位生成TiB2/Cu复合材料的研究

通过对Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ粉末在机械合金和烧结过程中结构变化的分析,研究了Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ体系原侠生成ＴｉＢ２的热力学和动力学,并建立了反应生成ＴｉＢ２的微观反应机制。结果表明：在Ｃｕ－Ｂ－Ｔｉ混合粉末机械合金化的后期及Ｃｕ（Ｂ,Ｔｉ）粉末加热烧结的前期有ＴｉＣｕ３生成;机械合金化的时间对ＴｉＣｕ３生成的开始温度及温度区间有一定的影响。随机械合金化时间的延长,生成ＴｉＣｕ３的开始温度及温度区间都几低温移动     

SPS烧结温度对93W-4.9Ni-2.1Fe合金微观结构及性能的影响

以高能球磨法制备的93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末为原料,采用放电等离子烧结技术制备93W--4.9Ni-2.1Fe合金,研究了烧结温度对钨合金微观组织及性能的影响.采用扫描电镜对试样的断口进行观察,采用能量色散谱仪对合金的组元进行成分分析.结果表明:①烧结温度对合金的性能有显著的影响,在1 350℃时钨合金的抗拉强度达到一个极大值,为981 MPa,此时钨合金的相对密度和W晶粒的尺寸分别为98.9%和5μm;②当烧结温度达到1375℃时,合金中Ni元素开始挥发,随着温度的快速上升,合金中Ni元素的挥发不断加剧,当烧结温度升高至1425℃时合金中Ni元素已完全挥发;③合金的断裂方式随着烧结温度的升高发生显著的变化,当烧结温度升至1350℃时钨合金的断裂方式由W晶粒界面分离向W-W、W-黏结相界面断裂转变,而当烧结温度超过此温度时钨合金的断裂方式又转变为W晶粒的沿晶脆性断裂;④SPS快速烧结能够有效抑制W晶粒的长大,促进钨合金的细晶强化作用.     

TiH2粉末制备钛合金的烧结脱氢规律及工艺

 以TiH₂粉末为原料,通过压制成型和烧结工艺制备粉末钛合金,不同于传统钛粉末冶金方法。通过热分析和热膨胀技术研究不同球磨粒度TiH₂粉末的脱氢和收缩规律,以此入手研究了TiH₂粉末压坯和TiH₂-Al-V粉末压坯的烧结致密特性,以及影响烧结过程的主要工艺因素,包括烧结温度、烧结时间、升温速率、压坯密度、压坯成型方式、合金体系,并对烧结组织进行了分析。结果表明,TiH₂粉末球磨后脱氢温度降低,粉末越细,开始温度越低。TiH₂粉末压坯在烧结过程中脱氢后获得新鲜钛,其易发生黏接并引起α-Ti的强烈收缩,这时烧结体很容易致密,并获得相对密度大于99%坯体;相比之下,TiH₂-Al-V粉末压坯烧结时因为合金元素的溶解,不如纯TiH₂粉末压坯的烧结容易致密。TiH₂-Al-V粉末经过成型、烧结脱氢可获得典型的层片状α+β钛合金组织,合金元素分布均匀。     

TiB_2粒子增强Ti-Al基复合材料的合成机理

采用Ti、Al和B元素粉末,经燃烧反应合成了TiB_2粒子增强的Ti Al金属间化合物基复合材料,并用DSC、EMPA和XRD等方法研究了其合成机理。结果发现,Ti和Al粉末间的放热反应促进了 TiB_2粒子的形成,所形成的 TiB_2粒子的尺寸约为2μm。将所得复合材料重熔后,TiB_2粒子的尺寸、相对含量和形貌没有明显变化,并且其显微组织比铸态Ti Al基合金组织明显细化。     

Microstructure and mechanical properties of spark plasma sintered Ti-Mo alloys for dental applications

Ti-Mo alloys with various Mo contents from 6wt% to 14wt% were processed by spark plasma sintering based on elemental powders. The influence of sintering temperature and Mo content on the microstructure and mechanical properties of the resulting alloys were investigated. For each Mo concentration, the optimum sintering temperature was determined, resulting in a fully dense and uniform microstructure of the alloy. The optimized sintering temperature gradually increases in the range of 1100–1300℃ with the increase in Mo content. The microstructure of the Ti-(6–12)Mo alloy consists of acicular α phase surrounded by equiaxed grains of β phase, while the Ti-14Mo alloy only contains single β phase. A small amount of fine α lath precipitated from β phase contributes to the improvement in strength and hardness of the alloys. Under the sintering condition at 1250℃, the Ti-12Mo alloy is found to possess superior mechanical properties with the Vickers hardness of Hv 472, the compressive yield strength of 2182 MPa, the compression rate of 32.7%, and the elastic modulus of 72.1 GPa. These results demonstrate that Ti-Mo alloys fabricated via spark plasma sintering are indeed a perspective candidate alloy for dental applications.     

双相金属间化合物中的Ti5（Si,Al）3相

研究了共晶和过共晶Ｔｉ３（Ａｌ，Ｓｉ）＋Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３双相合金中Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相的显微组织及性能，结果表明，Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相具有光学各向异性，其显微硬度受其中含Ａｌ量的影响，而点阵常数保持不变，根据组织结构对材料的影响，认为具有粗在初生Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３相的过共晶双合金是不宜做结构材料的，而具有细小均匀Ｔｉ５（Ｓｉ，Ａｌ）３的共晶双相合金，有可能发展成实用合金。     

粉煤灰提纯莫来石制备的陶瓷材料组织及性能

 利用粉煤灰提纯莫来石制备陶瓷材料,不仅可以降低生产成本,也可以减少粉煤灰堆积带来的环境危害。以不同化学成分的粉煤灰提纯莫来石粉为原料,通过球磨、压制、烧结制得陶瓷材料。探讨了烧结温度、成分对莫来石微晶陶瓷材料的体收缩率、烧失率、表观密度、冲击韧性、显微硬度的影响,分析了所制备陶瓷材料的显微结构特点。研究表明,在1450℃下进行烧结,制得的莫来石陶瓷材料最致密,体收缩率、显微硬度最大;S 型样品制得的试样致密度更高,综合性能较好;S 型中氧化钙含量多,降低了莫来石陶瓷材料的冲击韧性。