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.     

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．     

碳氮强化电弧喷涂涂层合金组织与耐磨性能

研制一种新型的碳氮合金化喷涂丝材,通过高速电弧喷涂设备在Q235低碳钢板表面制备耐磨合金。用扫描电镜观察合金涂层形貌,用EDS分析涂层化学成分,并用显微硬度仪检测涂层显微硬度及磨粒磨损试验机测量涂层磨损失重。研究涂层的成形、耐磨损性能及其机制。结果表明:使用添加N替代部分C进行碳氮强化的喷涂丝材所制备的涂层合金成形良好,涂层组织均匀,结构致密;涂层显微硬度平均值为568HV0.1,最高值达593HV0.1;涂层结合强度达到45.8MPa; 细小的碳氮化物硬质相颗粒使涂层具有良好的耐磨损性能,其耐磨性是4Cr13不锈钢涂层的1.58倍。     

等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1 426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm-2,腐蚀速度0.869 mm·a-1.     

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.     

快速烧结TiB2陶瓷

采用放电等离子烧结技术制备TiB2陶瓷,研究了烧结温度对TiB2陶瓷烧结致密化的影响。在1 700℃,保温仅5 min,加压30 MPa,即可获得相对密度达99%以上的致密TiB2烧结体。扫描电镜分析表明:烧结体晶粒细小,组织均匀;晶粒随烧结温度的提高而缓慢长大。1 700℃时,块体的显微硬度值达到32 GPa。     

纳米SiCp/108Al复合材料的组织与性能

采用粉末冶金法制备了不同体积分数SiC颗粒增强的纳米SiCp/108Al复合材料。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对复合材料的微观组织及拉伸断口形貌进行了表征,测定了复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度、屈服强度及延伸率,分析了纳米SiC颗粒体积分数对复合材料组织及性能的影响。分析结果表明:添加纳米SiC颗粒的SiCp/108Al复合材料组织明显细化,性能得到提高。当纳米SiC颗粒体积分数为2%时,复合材料组织的晶粒最细小,缺陷较少,同时纳米SiC颗粒分布均匀,复合材料的性能最佳,相对密度达到98%。复合材料的硬度达到102HV,抗拉强度达到348MPa,屈服强度达到229MPa,分别比108Al基体提高了34%、26%和43%。当纳米SiC颗粒体积分数较大时,SiC颗粒会出现明显团聚现象,导致复合材料的性能降低。     

超音速等离子喷涂制备AgSnO_2/Cu复合电接触材料及其性能研究

使用化学共沉淀、高能球磨法制备AgSnO2粉体作为喷涂粉末,利用超音速等离子喷涂技术在纯Cu表面制备AgSnO2涂层。对涂层的组织结构和成分进行分析,并测定涂层的显微硬度、结合强度以及电性能。结果表明,制备所得的AgSnO2涂层具有等离子喷涂涂层所特有的层状结构,且涂层较为致密;涂层表面显微硬度平均值为88.2 MPa;涂层与基体平均结合强度为17.3 MPa;AgSnO2/Cu复合触头材料具有较低的质量损失率和良好的抗电弧侵蚀特性。     

爆炸焊接对ITER级CuCrZr合金性能的影响

为了研究爆炸焊接对ITER级CuCrZr合金性能的影响,针对爆炸焊接法制备的ITER屏蔽包层第一壁模块CuCrZr/316L(N)复合板,采用不同的固溶工艺进行处理。综合利用光学显微镜、场扫描电子显微镜和透射电镜,对整个工艺过程中CuCrZr合金的微观结构进行观察与分析,测试并评估了CuCrZr合金的硬度和拉伸性能。结合Gerold公式,计算了过时效状态下CuCrZr合金抗拉强度增量的范围。结果表明,固溶处理可以有效修复因爆炸荷载冲击造成的合金组织变形,经过固溶(980℃,30min)和热等静压(580℃,145 MPa,2h)处理后,结合界面CuCrZr一侧的硬度达到120HV,抗拉强度大于380MPa,显微组织呈现晶粒均匀细小等轴晶组织形态,平均晶粒尺寸直径为98μm,综合性能达到ITER标准。     

氧化镧含量对钼板组织与性能的影响

采用溶胶凝胶、粉末冶金等工艺制备了氧化镧掺杂钼合金。研究了氧化镧对烧结坯的金相组织和显微硬度的影响。将烧结坯轧制成厚度为1.0 mm的板材,经不同温度退火后进行室温拉伸试验,并利用热-力学物理模拟试验机对其高温拉伸性能进行了测试。研究结果表明:镧以氧化镧的形式存在于钼合金中,并使其晶粒细化而大小均匀,随着氧化镧掺杂量的增多,显微硬度逐渐增加。氧化镧掺杂钼板的室温强度和高温强度比纯钼板有较大提高,并随着氧化镧掺杂量增加而增加。掺杂钼板的室温延伸率较纯钼板高。掺杂钼板的延伸率在掺杂量为1.0%时最好。     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

Effect of hot isostatic pressing on microstructure of cast gas-turbine vanes of K452 alloy

The effect of hot isostatic pressing(HIP) treatment on microstructure of gas-turbine vanes made of K452 alloy was investigated by OM,SEM and TEM. The results showed that HIP treatment played a great role in the porosity healing processing, where 80% of porosities were eliminated and the diameter of remnant porosities decreased to 10 μm. The healing mechanism of the porosities was consistent with existing theories of porosity closure based on vacancy diffusion. According to the result of the tensile test, the plasticity of the alloy was improved as the result of the elimination of the porosities and the improvement of dendritic segregation, while there was not an obvious improvement in the tensile strength after the programmed HIP process. In addition, HIP had a positive effect on narrowing down the dispersion of tensile properties.     

ZL114A 铝硅合金微观疏松的HIP工艺处理

 采用光学显微镜OM、扫描电镜SEM、WDW-100 KN万能拉伸试验机、PLA30050疲劳试验机,结合三因素三水平正交试验,研究了不同等级微观疏松冶金缺陷经热等静压处理（HIP）工艺处理后的微观组织与力学性能。结果表明,HIP工艺处理温度对Q值（合金材料综合性能数值）影响最高,其次为HIP压力与时间。ZL114A合金Ⅲ级微观疏松冶金缺陷经540℃与140 MPa下HIP处理4 h后,合金材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率、布氏硬度与轴向疲劳寿命分别增至340 MPa、280 MPa、8%、125HBS和4.1×10⁵,综合力学性能Q值达到475.45。综合工艺成本与使用效果考虑,ZL114A合金优先选用540℃、140 MPa与2 h的HIP工艺参数。相同HIP工艺参数下,与Ⅲ级微观疏松冶金缺项相比,Ⅰ级与Ⅱ级微观疏松冶金缺陷区域经HIP处理后的Q值分别提升5.1%与2.4%;Ⅳ级与Ⅴ级微观疏松冶金缺陷区域分别降低15.98%和25.61%。     

高碳当量灰铸铁组织与强度的关系

本文通过综合分析和回归分析,考察在少加废钢、高碳当量、低合金化条件下,若干组织因素与灰铸铁强度之间的关系。结果表明,奥氏体枝晶数量、石墨数量、石墨尺寸和基体显微硬度,是影响高碳当量灰铸铁强度的几个重要组织因素。     

选区激光熔化直接成型零件工艺研究

为了提高选区激光熔化成型金属零件致密性与精度,首先对激光扫描单道熔池形成特性进行研究,讨论扫描速度、激光功率对熔池宽度影响,观察到熔池附近无粉区宽度 与熔池宽度 的关系为： = ×（1.5~2）。根据单道熔池成型特性,采用层间错开扫描策略提高零件致密性到近乎100%,显微观察层间与层内熔池搭接紧密。接着成型包括圆柱圆孔等几何单元讨论热影响、原始尺寸对尺寸精度的影响,当光斑补偿 与聚焦光斑直径 满足 时,尺寸精度达到（0.04~0.06）mm。对SLM成型件拉伸强度、延伸率、显微硬度测试分别为636Mpa、15%~20%与HV0. 3 250~285。结果表明,层间错开扫描策略与优化的光斑补偿值对SLM直接成型金属零件的致密性与精度具有较好效果。     

316L粉末热等静压致密化过程数值模拟

为研究金属粉末热等静压（HIP）的致密化行为,采用Perzyna黏塑性流变模型,用有限元软件（MSC.Marc）实现316L粉末HIP过程的数值模拟.分析了粉末体在不同时刻的流动行为,同时研究不同阶段的致密化机制、压坯最终相对密度的分布及其变形.与试验结果对比表明：压坯的相对密度分布、变形趋势与试验结果符合得较好,尺寸...     

放电等离子烧结快速凝固Al75Si25合金的组织及力学性能

高硅铝合金粗大的初晶硅严重影响其力学性能与机械加工性能.本文利用熔融纺丝快速凝固技术、球磨与放电等离子烧结相结合的方法制备了Al₇₅Si₂₅合金.研究发现,放电等离子烧结Al₇₅Si₂₅能够遗传其快速凝固组织的特点.500 MPa,320℃烧结条件可获得密度达到98%以上的块体,其初晶硅弥散分布,组织尺寸细小,具有超细晶粒特征.此外,硅元素过饱和固溶于α（Al）基体.维氏硬度值和抗压强度分别达到298 Hv和674 MPa,具有优异的力学性能.      

等离子喷涂纳米和微米Al_2O_3-TiO_2涂层摩擦磨损性能研究

采用大气等离子喷涂的方法制备了纳米和微米Al2O3-TiO2涂层,其中w(TiO2)=13%.分析了涂层组织形貌特征和结合强度等性能,研究了两种涂层在不同载荷下的摩擦磨损性能.结果表明,纳米Al2O3-TiO2涂层是由未熔或半熔纳米颗粒区域与完全熔融粒子铺展区域共同构成的,孔隙率低,显微硬度、结合强度均高于层状结构的微米涂层,且纳米涂层磨损量明显小于微米涂层.高载荷下磨屑均匀细化、圆整,形成微滚珠效应,纳米涂层稳态摩擦系数随载荷增大而下降,而微米涂层摩擦系数随载荷变化不明显.