氢化脱氢工艺的控制对锆合金粉末性能的影响

文章以海绵锆为原料,首先选取氢化脱氢工艺制备纯度高、流动性良好及粒度分布可控的锆合金粉末,然后详细介绍了氢化工艺、氢化锆粉制备工艺、脱氢工艺和锆合金粉制备工艺,最后探讨研究制备过程工艺条件及参数对粉末性能的影响。文章结果表明,选取600℃作为锆合金氢化温度,可以实现锆锭氢化完全;采用颚式破碎机和锤式破碎机对氢化锆块进行破碎,氢化锆粉粒径分布范围集中,可以满足海绵锆锭的脆化;真空度为3×10^(-3)Pa、脱氢温度为700℃是较优的脱氢工艺参数;采用内部带肋片的滚筒钝化机钝化锆合金粉,可改善锆合金粉末体的不规则形貌,制备出流动性良好及粒度分布可控的锆合金粉末,并且锆合金粉的氧、氢、氮等杂质含量满足锆粉对杂质含量要求。

超声波法制备银合金粉末的研究

光谱分析用标准样品在标准样品的发展中逐渐占主导地位,贵金属标准样品因成分偏析等因素使其标准样品难以制备。粉末冶金技术可制备出成分均匀、晶粒细小的合金,优质粉末的制备可为标准样品的制备提供原料基础。本文借助超声波清洗机对银合金进行振动,探究能否制得银合金粉末,并通过测试分析结果探究该方法能否达到细化晶粒的效果。实验分别从形态、粒径与晶粒、化学成分三个方面来进行对比说明,通过使用偏光显微镜、扫描电镜及能谱仪对银合金及银合金粉末进行观察测试,X射线荧光光谱仪对化学成分结果进行验证。使用超声波振动银合金制备银合金粉末,作为一种新型的制备银合金粉末的方法,超声功率达到600 W时,可以制备出平均粒径为9.54μm的粉末,其中超过70%的银合金粉末小于10μm。银合金的平均晶粒尺寸为22.5μm,说明超声波振动银合金具备细化晶粒的条件,结合形态和成分测试观察结果,说明通过制备粉末的方式既可以细化晶粒,也可以改善组织均匀性。

热处理对FeSi合金粉末/有机硅树脂吸波涂层微观结构和力学性能的影响

在模拟服役温度条件下研究FeSi合金粉末/有机硅树脂吸波涂层微观形貌结构和力学性能的演变规律,对优化提升涂层性能和预测涂层服役寿命具有重要意义。本工作采用空气冷喷涂工艺制备了FeSi合金粉末/有机硅树脂吸波涂层,在400℃下分别对吸波涂层进行了10次、20次、30次、40次、50次的热循环处理,采用多种分析检测手段,研究了热处理对吸波涂层的微观形貌、物相组成、官能团、硬度及结合强度等方面的影响。结果表明,在400℃下吸波涂层质量损失仅0.12%,即涂层耐热性能良好,形貌结构比较稳定。随着热循环处理次数的增加,涂层表面显微硬度从室温的17.32HV1±0.57HV1增加到热处理循环10次后的34.01HV1±0.75HV1;当热循环次数继续增加时,涂层表面硬度趋于稳定。吸波涂层的结合强度则随着热循环次数的增加逐渐下降,热循环40次后,涂层结合强度下降至(1.95±0.60)MPa。涂层发生氧化交联反应以及涂层和基底热膨胀系数不匹配产生的热应力累积是影响热循环处理过程中吸波涂层力学性能的主要原因。

烧结工艺对CuSnZn合金粉末性能的影响

提高金刚石工具的性能并控制其生产成本已成为工程应用领域的重点研究方向。本研究中,通过雾化法制备不同Zn质量分数(10.00%~30.00%)的CuSnZn合金粉末,在610~655℃不同的热压烧结温度和21 MPa的烧结压力下制备烧结节块,并对烧结节块的理论密度、洛氏硬度、抗弯强度、显微形貌进行分析。结果表明:随着Zn含量升高,CuSnZn合金粉末熔化温度逐渐降低,当Zn质量分数为30.00%时,熔化温度降低到848℃;当Zn质量分数为20.00%时,烧结节块致密度降低至97.6%;烧结节块的抗弯强度先升高后降低,当Zn质量分数为20.00%时,达到最大值542 MPa;烧结节块中的黄铜由α相逐渐转变为α+β相和α+β+β′相,其洛氏硬度显著提升;节块的断裂方式由沿晶断裂逐渐过渡到穿晶断裂。

密闭消解-电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)法测定金镍铬铁硅硼合金粉末中铬、铁、硅含量

金镍铬铁硅硼合金粉末是一种性能优良的钎焊材料,被广泛应用于航空航天领域,建立一种准确、简便、快速的检测方法对控制金镍铬铁硅硼合金粉末的产品质量具有重要意义。现有国标方法GB/T 39138.20—2020对溶解条件要求严苛,不易掌握。本文称取0.2 g合金粉末试样,采用聚四氟乙烯消化罐,在温度140℃±10℃,硝酸-盐酸-氢氟酸介质条件下,对合金粉末试样密闭消解60 min后,硼酸络合过量的氢氟酸,使用电感耦合等离体发射光谱(ICP-OES)对其中的Cr、Si、Fe含量进行同时测定,选取分析谱线Cr284.325、Fe238.204、Si288.158进行结果计算,测定结果与国标方法GB/T 39138.20—2020测定结果吻合,加标回收率为97.2%~101.1%,相对标准偏差(RSD)为0.97%~1.41%,试验数据说明该方法具有可信度。该方法克服了现有国标方法溶解条件要求严苛的缺陷,使得溶解更加完全,不易造成Si损失,降低了试样前处理难度,是一种易于掌握、结果准确度高、环境友好的分析检测方法。

钒元素对预合金粉末在球磨阶段退火显微组织的影响机理

为探明钒元素对预合金粉性能的影响机制,采用高能球磨法SPS制备Ti_(2)AINb预合金,按照是否掺入钒元素制备两类样品,对比分析纤维组织及相结构。结果表明:未经200℃、2 h退火球磨后Ti_(2)Al Nb预合金粉明显长大,可对其SPS热压烧结,无氧化物相;向Ti_(2)Al Nb合金掺入钒元素后,提高a_(2)相与O相含量,影响合金结晶方式,a_(2)相含量在钒元素原子分数为2%时最高;钒元素原子分数提高至3%,合金发展为层片网篮组织,分布均匀,形态以细小状为主,组织边界随着钒元素含量提高变得愈发圆润,在Ti_(2)Al Nb合金制备时掺入适量钒元素,能够改善合金显微组织和相结构,提升合金力学性能。

气体温度对VIGA制备GH4169合金粉末的影响

研究采用真空感应气雾化(Vacuum Induction Gas Atomization,VIGA)技术制备GH4169合金粉末,系统探究气体温度对粉末特性的影响规律。结果表明,随着气体温度从100℃升高到600℃,粉末的粒度分布明显向左移动,D50由75μm减小到42μm。扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)分析表明,较高气体温度有助于提高粉末的球形度,减少卫星粉的生成。X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)分析揭示,气体温度对粉末的物相组成影响不大,但是较高温度下粉末具有更高的结晶度和更大的晶粒尺寸。此外,粉末的流动性随气体温度的升高而显著改善。

气雾化FeSi合金粉末制备及其磁粉芯磁性能研究

FeSi合金是一种性能优异的软磁材料,具有较高的饱和磁化强度,较低的磁损耗,较低的成本和磁芯设计灵活等特点,在开关电源、电动汽车以及光伏产业应用广泛。本文采用气雾化方法制取FeSi合金粉末,利用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)、ONH-3000氮氧仪和金属粉末松装密度测定仪检测和分析粉末的粒度分布、形貌、物理化学性能。结果发现FeSi软磁合金粉末具有颗粒球形度高,松装密度高,氧含量低和粒度分布较均匀等特点。采用无机包覆的方式将FeSi软磁合金粉末制备成FeSi磁粉芯,通MATS-2010SD/K100软磁直流测量装置和MAZ513080SA/1M软磁材料动态测量装置研究了FeSi磁粉芯的磁性能以及磁损耗,结果显示,在5000A/m的磁场下,饱和磁化强度为0.6T;在50kHz下磁损耗达到110mW/cm^(3),具有良好的软磁性能。

FeCoCu预合金粉末含量和烧结温度对碳化钨基钻头性能的影响

为提高钻头胎体耐磨性与地层研磨性的适应性,提高钻头自锐能力,选取FeCoCu预合金粉作为胎体成分,对胎体性能进行研究。在碳化钨基胎体中添加FeCoCu预合金粉末,调节金刚石钻头胎体中FeCo-Cu粉末与WC粉末的配比关系,并在不同的烧结温度下烧制试样,寻找FeCoCu含量和烧结温度对胎体性能的影响规律。试验结果发现:随着FeCoCu含量的升高,胎体的相对致密度、洛氏硬度、抗弯强度和耐磨性随之降低;烧结温度对相对致密度、洛氏硬度、抗弯强度的影响幅度小,对胎体耐磨性的影响幅度大,最大变化幅度达到310%。FeCoCu预合金与烧结温度的耦合作用下,胎体的耐磨性变化存在较宽的调节区间,可通过二者组合的变化,调节胎体耐磨性,提高胎体对地层的适应性。

Cu_(64)Zr_(36)非晶合金粉末的高温氧化行为

通过气体雾化法制备Cu_(64)Zr_(36)非晶合金粉末。采用XRD、DSC、TGA、SEM和TEM等测试手段研究Cu_(64)Zr_(36)非晶合金粉末在内部因素(粉末粒径)和外部因素(氧化温度和氧化时间)影响下的高温氧化行为。分析非晶合金粉末的氧化动力学、氧化物组成、表面形貌和显微组织演变。实验结果表明,Cu_(64)Zr_(36)非晶合金粉末氧化后表面形成多层氧化物,氧化层主要成分为t-ZrO_(2)、m-ZrO_(2)、Cu_2O和CuO。氧化动力学遵循双级抛物线速率定律。氧化过程以O离子向内扩散和Cu离子向外扩散控制。热力学分析表明,随着粉末粒径的减小,氧化反应的吉布斯自由能变大,导致粒径更小的粉末氧化更为迅速且完全。

不同雾化压力下GH3536合金粉末制备和气雾化过程模拟

使用真空感应熔炼气体雾化方法,在不同雾化压力(7、8、9MPa)下制备了球形GH3536合金粉末。通过使用多相流模型和离散相模型对喷嘴下方区域进行了数值模拟,再现了不同雾化气压下的一次雾化和二次雾化过程。实验和模拟的结果表明:回流区的气体速度和滞止压力随雾化气压的提高而增加,雾化气压的增加使粉末粒度不断减小,模拟结果与实验结果吻合,验证了雾化模型的可靠性。提高雾化气压可提高细粉收得率,但颗粒尺寸的减小和颗粒形貌的改变会对粉末的流动性能造成直接影响,在雾化压力8MPa下制备的粉末具有最佳的流动性和松装密度,分别为14.34(s·50g^(-1))和4.728g·cm^(-3)。

熔体温度和雾化压力对氩气雾化镍基高温合金粉末的影响

本工作采用氩气雾化法制备镍基高温合金粉末,通过调控雾化参数,研究了熔体温度(1585℃、1618℃、1653℃)和雾化压力(3.0 MPa、3.2 MPa、3.5 MPa)对粉末粒度、氧含量及空心度的影响。结果表明,熔体温度对粉末空心度有重要影响,而对其他粉末特性没有明显影响。熔体温度升高时,粉末空心度先减小后增加。雾化压力不仅影响空心度,而且影响粉末粒度和氧含量。雾化压力增大时,粉末粒度显著降低,氧含量与空心度先减少后增加。在熔体温度为1618℃、氩气雾化压力为3.2 MPa时可以获得质量较好的合金粉末。

高温氧化对FGH96高温合金粉末表面状态的影响

通过模拟FGH96高温合金粉末在热等静压固结阶段的高温加热过程,利用多种表面分析方法,研究高温氧化对粉末表面状态的影响。结果表明,近热等静压加热温度条件下的高温氧化过程显著改变了FGH96高温合金粉末的表面形貌、表面元素分布和析出相组成。随加热温度的升高和保温时间的延长,胞状晶为主、树枝晶为辅的表面凝固组织被氧化物/碳化物层所覆盖,高温氧化过程促进粉末基体内部的Ni、Ti、Zr、Nb、Al和C原子逐渐扩散到粉末表面,粉末表面预先存在的氧化物(ZrO_(2))为MC型碳化物((Ti,Nb)C)的形核提供了结构条件。控制粉末表面氧化物的形成可以有效限制合金中形成原始颗粒边界缺陷。

Fe-Cr-Si-B-C合金粉末非晶形成能力及其软磁性能

针对雾化Fe-Cr-Si-B-C合金粉末的非晶形成能力及软磁性能进行了分析。结果表明,从热力学角度而言,该成分合金具有较大的液固转变吉布斯自由能,且混合焓、混合熵、原子半径差异等参数值较好地满足高非晶形成能力的成分设计要求;从动力学角度而言,该合金的高非晶形成能力和高热稳定性主要源于其相对较高的结晶成核和晶体生长表观激活能;同时,Fe-Cr-Si-B-C非晶软磁合金粉末具有良好的软磁特性,饱和磁化强度和矫顽力分别为157.41 emu/g和0.65 Oe,复合粉心在1 MHz处有效磁导率为16.8,品质因数为96.8,且在100 Oe直流偏置场作用下磁导率维持在87.8%的水平。

Ni-Cr预合金粉末对FeCoCu基钻头胎体性能的影响

为进一步替代WC并改善FeCoCu基胎体的性能,在其中掺入预合金化的Ni-Cr粉末,研究Ni-Cr预合金粉末对FeCoCu基胎体性能的影响。对不同Ni-Cr或WC质量分数下烧结试样的抗弯强度、硬度进行了测试,利用SEM、EDS和XRD等分析手段对烧结试样进行了微观分析,最后通过摩擦磨损试验观测了不同Ni-Cr质量分数下胎体中金刚石的出刃情况。结果表明:随着Ni-Cr质量分数由0增大到15%,胎体的抗弯强度、抗弯强度损失率呈先增大后减小的趋势,而胎体的硬度则不断增大;纯FeCoCu胎体中的金刚石表面存在侵蚀现象,但随着Ni-Cr质量分数增加,金刚石的表面形貌改善,金刚石表面热损伤缓解,胎体材料对金刚石的润湿性增强;适量Ni-Cr预合金粉末的加入,有助于增强胎体的自锐性,改善胎体对金刚石的把持性能;Ni-Cr预合金粉末对FeCoCu基胎体硬度、把持性能的增强效果明显优于WC粉末,并且可以改善胎体的自锐性,是Fe基钻头胎体配方中良好的WC替代材料。

氧化时间对FeSiAl合金粉末组织与电磁性能的影响

以FeSiA合金粉末为原料,研究空气中500℃下不同氧化时间对FeSiAl合金粉末微观组织和电磁性能的影响。结果表明:随着氧化时间的延长,FeSiAl合金粉末颜色由深灰色向土黄色转变,表面微观形貌无明显改变。氧化5 h后,粉末表面出现Fe_(3)O_(4),随着氧化时间进一步增加至10 h,Fe_(3)O_(4)逐渐转变为Fe_(2)O_(3)。FeSiAl合金粉末表面氧化层主要包含Fe^(2)O_(3)、SiO_(2)和Al2O_(3)。粉末介电常数和磁导率的实部随着氧化时间的增加呈上升趋势,介电常数的虚部和磁导率虚部无明显变化。

高频感应燃烧红外吸收光谱法测定钴铬钨系合金粉末中碳的含量

通过建立以纯铁助熔剂和钨锡助熔剂与试样钴铬钨系合金粉末共熔融体系,于高频感应燃烧红外吸收碳硫联测仪测得钴铬钨系合金粉末中碳的含量。实验测定结果表明,以0.30 g纯铁和1.20 g钨锡粒混合助熔,测得三个不同梯度钴铬钨系合金粉末中碳的含量结果准确。该方法熔样过程中无试样飞溅、熔体块状散开的现象,出峰峰形释放曲线流畅不拖尾。方法中碳的检出限(3 s)为0.00034%,测定下限(10 s)为0.0011%。采用所建立的方法测定待测元素碳的结果RSD(n=11)在0.33%~1.98%之间,加标回收率为97.37%~103.52%,表明该方法对于钴铬钨系合金粉末中碳含量的测定结果具有准确性好、精密度高等特点,能够满足企业在工业生产过程中的质量控制分析要求,可应用于第三方实验室的日常分析检测工作。

雾化法制备高性能钛合金粉末工艺研究进展

钛合金粉末是激光增材制造主要原材料,钛合金粉末质量直接影响增材制造制件的性能.雾化法因其制备的粉末粒度细、球形度高、工艺经济性好成为钛合金粉末的主要制备工艺.本文综述了钛合金粉末的雾化法制备工艺研究进展,并对各种雾化法制备工艺进行对比分析,对雾化法制备工艺前景进行展望.

雾化压力对VIGA技术制备Cu-Al-Ni合金粉末粒度分布影响机理分析

真空感应熔炼气雾化技术(VIGA技术)是气雾化法制备高性能球形金属及金属合金粉末的主流雾化制粉技术,但目前关于紧耦合气雾化机制的细节仍然不甚清楚,缺乏核心理论。由于VIGA制粉过程是在密闭高温环境下气液耦合,难以观察细节,本文模拟采用VIGA技术在不同的雾化气压下制备Cu-Al-Ni合金粉末,并基于CFD技术,利用Fluent软件对雾化过程中气液两相流的相互作用进行建模,模拟雾化过程中不同雾化气压下铜铝镍合金熔液的一次破碎和二次破碎过程。模拟结果表明,雾化气压从6 MPa增加到8 MPa,流场最大速度从470 m/s增加到520 m/s,导流管末端的静压力从-30 kPa增加到40 kPa;一次雾化过程导流管端口的径向压强存在压力梯度,熔体从导流管中流出形成液膜,在回流区与气流膨胀区交界处被气流破碎成初始液滴,雾化压力越大,初始液滴越小;二次雾化过程是初始液滴继续破碎,粉末的粒度分布在20~100μm范围内,雾化压力升高,粉末的中值粒径会有所减小,但减小幅度不大;VIGA设备喷嘴的设计会存在一个临界值,到达临界值后流场内各个数值变化不大,因此雾化气压在7~8 MPa时,粉末粒径减小不明显。

快速凝固高硅铝合金粉末形貌与组织特性研究

目的:分析高硅铝合金粉末形貌与组织特性。方法:搭配超音速气体雾化法先进行高硅铝合金粉末形貌的分析,随后,通过显微镜对粉末组织结构进行标注研究,验证结构演变和热效应,最终通过冷却速度的计算来分析过冷度的变化。结果:针对粒度25μm和45μm的高硅铝合金粉末的测定,采用四个阶段进行测试,最终得出以下结果,该粉末自身的过冷度随粒度减小而明显增大,随粒度的增大而减小,这是导致不同粒度粉末组织和结构差异的主要原因。结论:不同粒度状态下,高硅铝合金粉末与过冷度呈现反向的组织特征变动关系。