热等静压(HIP)对CVDZnS光学性能的影响

对化学气相沉积 (CVD)ZnS经热等静压 (HIP)处理前后在光学透过率等方面的改变进行了比较分析。针对温度、原生样品厚度等因素对样品性能的影响做了详细阐述。实验表明 ,热等静压对原生CVDZnS光学性能有促进作用 ,随处理温度的升高 ,透过率在 10 10～ 10 5 0℃之间出现峰值 ;原生样品厚度的影响不容忽视 ,导热均匀的薄样品晶粒均匀且尺寸较大 ,光学及力学性能要好于厚样品。

热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织的影响

为揭示GH3230高温合金的激光选区熔化增材成形性,研究了热等静压对激光选区熔化增材制造GH3230高温合金微裂纹与组织及拉伸性能的影响。结果表明,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态存在凝固微裂纹,该裂纹在XOY截面呈现龟裂特征,在ZOY截面呈现线状;热等静压之后,激光选区熔化增材制造GH3230高温合金的一部分微裂纹可以消除,另一部分较长的微裂纹难以消除。激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态组织基本为片状固溶体组织,在晶界附近存在少量析出碳化物;热等静压之后,在晶界附近析出大量的MoWCr碳化物,而晶内析出MoWCr碳化物数量多且尺寸较小。凝固微裂纹导致激光选区熔化增材制造GH3230高温合金沉积态XY方向抗拉强度及延伸率降低,而热等静压能减小大尺寸微裂纹,消除小尺寸微裂纹及气孔,可大幅提高XY方向的抗拉强度和延伸率。

热等静压工艺对选区激光熔化成形 HastelloyX合金持久性能的影响

在4组工艺参数(1 100℃/100MPa/1h,1 175℃/160MPa/1h,1 175℃/160MPa/2h,1 175℃/100MPa/2h)下对选区激光熔化(SLM)成形Hastelloy X合金试样进行热等静压(HIP)处理,并在815℃、105MPa条件下进行了持久试验,研究了HIP工艺对试样显微组织和持久性能的影响。结果表明:HIP处理前试样的显微组织由细小柱状晶和树枝晶组成,经HIP处理后,晶粒长大,晶界上析出碳化物;在1 175℃下HIP处理后,试样的断后伸长率和断面收缩率均显著高于HIP处理前和在1 100℃下HIP处理后的,且显微组织和持久性能的各向异性减小;较长的HIP时间或较低的HIP压力会缩短试样的断裂时间,降低其断后伸长率和断面收缩率;当HIP工艺参数为1 175℃/160MPa/1h时,试样的持久性能相对较好,裂纹的消除效果也较好。

热等静压对铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr合金持久性能的影响

将定向层片组织铸造Ti-47.5Al-2.5V-1.0Cr(at%)合金在α+γ两相区分别进行了1270℃,180 MPa下1 h,1.5 h和2.5h的热等静压处理,然后在800℃和300 MPa条件下进行了持久断裂试验,以研究热等静压处理对该合金持久性能的影响。试验结果表明,在1270℃/180 MPa条件下,热等静压分别持续1 h,1.5 h和2.5 h后,相比未经热等静压处理的铸态试样,其800℃/300 MPa持久寿命均明显降低,降低幅度分别为64.4%,70.2%和82.0%,但其持久塑性均明显提高。结合持久断口的断裂特征分析及微观组织观察认为,热等静压过程中析出的等轴γ晶粒可促进持久加载过程中动态再结晶的发生以及显微空洞的生成,由此导致了持久寿命的降低;此外,相比等轴γ晶粒析出的体积分数,其本身的存在对该合金800℃和300 MPa持久寿命有更直接的影响。

热等静压法制备NbC颗粒增强45CrMoV复合材料的组织与性能

采用机械球磨和热等静压(hot isostatic press,HIP)相结合的方法制备NbC颗粒增强45CrMoV弹簧钢基复合材料(NbCp/45CrMoV),观察该材料的显微组织、增强颗粒分布和界面结合情况,检测其相对密度、硬度、拉伸性能和摩擦磨损性能,并探讨其断裂行为和磨损机理。结果表明,NbCp/45CrMoV复合材料的组织均匀细小,NbC颗粒均匀地弥散分布在基体之中,且与基体界面结合良好,相对密度达到99%以上。与45CrMoV弹簧钢相比,该材料的硬度和弹性模量增大,分别为44 HRC和208 GPa,抗拉强度略有降低,为1 250 MPa;伸长率由11%减小到2%;耐磨性能大幅提高,特别是在高载荷下,例如700 N时,质量磨损只有HIP 45CrMoV的1/4,摩擦因数有所增大。

激光选区熔化/热等静压复合成形Inconel 718组织与性能研究

热等静压(Hot isostatic pressing, HIP)技术能整体成形高性能复杂零件,但该技术存在复杂零件包套制作难、异质包套与粉末制件的界面扩散会降低性能等问题,为此展开了激光选区熔化(Selective laser melting, SLM)/HIP复合成形工艺研究。利用XRD、SEM、EBSD和拉伸试验表征了复合成形工艺基体/界面显微组织和拉伸性能。结果表明,利用SLM直接成形Inconel 718合金基体中存在明显孔洞和微观裂纹,致密度为98.3%。合金粉末经HIP成形后,基体不存在明显的孔洞和裂纹,但存在明显的原始粉末颗粒边界(Prior particle boundary, PPB)。复合工艺条件下,SLM成形的Inconel 718端基体孔洞和裂纹减少,X–Y表面熔化道特征消失,各向异性程度降低。同时,合金粉末与SLM成形Inconel 718之间不存在明显的扩散层,界面由细小晶粒组成,厚度约为16.7μm。界面的高温强度为626MPa,拉伸断口表面平直,样品沿着SLM态和HIP态结合界面处断裂。经固溶+时效热处理后,界面结合强度提高到了990MPa,断口分布在SLM成形件一侧。通过分析组织和性能变化规律,验证了利用复合成形工艺制备复杂零件的可行性。

热等静压冷速对SLM成形K536合金力学性能的影响

采用激光选区熔化工艺制备K536航空发动机零件,研究了不同冷速的热等静压HIP工艺对制件组织及力学性能的影响。结果表明,激光选区熔化K536高温合金制件经HIP处理后,制件内部产生完全再结晶,金相组织为奥氏体基体及晶内和晶界碳化物,合金强度降低、塑性上升,数据分散性下降;随HIP冷速的增大,组织中晶界碳化物减少,晶内出现少量颗粒状碳化物,有效提升了合金在815℃的高温屈服强度。

热等静压技术在金属陶瓷复合材料制备中的应用

本文阐述了热等静压技术制备金属陶瓷复合材料的两种不同工艺路线及各自的技术特点。同时,综述了热等静压技术在制备金属陶瓷复合材料中的应用及研究。

复合热机械处理的Ti-Al-Nb-W-B合金组织演变

采用复合热机械处理工艺细化了Ti-Al-Nb-W-B合金铸态近片层组织,根据Ti-Al二元相图对合金组织形貌演变及生长机理进行了研究。结果表明,热等静压处理后的Ti-Al-Nb-W-B合金是由大量粗大α2/γ片层团晶粒和少量分布于片层团间的等轴γ晶粒以及B2相等组成,晶粒尺寸约为100μm;通过总变形量大于80%的复合锻造后,可得到表面平整光洁的饼材,其原始铸态的粗大片层状组织被明显细化,由偏析形成的β相经后续热处理可基本消除,并得到均匀细小的双态组织;合金经复合热机械处理后,室温拉伸塑性得到明显提高。

WC-15Ni高性能无磁硬质合金的制备与性能研究

以超细WC、电解Ni粉作为主要原料,调整混合料中总碳含量,通过真空烧结及热等静压(HIP)处理获得WC-15Ni高性能无磁硬质合金,研究了不同碳含量及热等静压处理对材料显微组织结构和性能的影响。实验结果表明,混合料总碳含量过低或过高均会恶化无磁硬质合金性能;当混合料中总碳含量达到6.13%(质量分数)时,材料获得良好的性能,横向断裂强度达到3 300 MPa。同时热等静压处理可有效消除无磁硬质合金中的少量残余孔隙,稳定和提高其力学性能。

Al_2O_3/Kovar热等静压扩散层的组织与性能

采用Ti-Ni及Ag-Cu-Ti为过渡层材料实现了Al2O3陶瓷与Kovar合金的热等静压扩散连接。利用金相显微镜、SEM、EDS和万能试验机等测试分析了Al2O3/Kovar扩散接头的显微组织、界面反应及剪切强度。结果表明,Al2O3/Ti-Ni/Kovar接头连接界面处无孔洞等显微缺陷,但其强度及气密性较低,剪切强度及漏率分别为67 MPa及约2.0×10-10Pa·m3/s;Al2O3/Ag-Cu-Ti/Kovar接头之间界面连接良好,无明显显微缺陷,接头强度及气密性较高,剪切强度及漏率分别为85 MPa及<0.5×10-10Pa·m3/s。

热等静压对铀基钛镀层的影响

采用扫描电镜(SEM),能谱仪(EDS),X-射线衍射仪(XRD)等方法,研究了U上磁控溅射Ti镀层在600℃,0.5h,150MPa条件下热等静压(HIP)处理对其表面界面特性及界面扩散的影响。结果表明:经HIP处理后,镀层致密性提高,膜基结合强度也提高,U、Ti在界面的扩散受到压力的抑制。

光学用铍材冷、热等静压成形数值模拟

利用多孔铍实测Shima型屈服准则,运行于MSC.Marc有限元平台,对光学用金属铍冷等静压(CIP)、热等静压(HIP)过程分别进行数值仿真和分析。数值结果与实测值进行了对比。研究表明:(1)基于实测屈服准则对铍粉末冶金过程的仿真精度完全可以满足工程要求,对CIP过程,铍坯压实密度的误差低于0.9%,最大尺寸误差约为4%;对HIP过程,铍坯压实密度与实测相同,最大尺寸误差低于2%。(2)CIP过程中铍坯的致密化一直持续进行到降压段前期;而在HIP过程中铍坯的致密化则在升温段基本完成。(3)CIP完成后铍体的残余应力水平非常低,仅在数兆帕量级;HIP过程在铍体内形成的残余应力为温度应力,高值区主要分布在铍体尖角、棱边等处,最大值超过400 MPa。(4)CIP,HIP过程中铍坯的等效应变与相对密度间具有显著的线性关联性。

TiAl金属间化合物粉末冶金工艺研究进展

粉末冶金工艺可有效避免铸锭冶金带来的成分偏析、组织粗大、缩松缩孔等问题,是TiAl金属间化合物制备的重要研究方向。从粉末制备、烧结、成形、热处理4个方面对TiAl金属间化合物粉末冶金工艺的研究进展进行了介绍,重点评述了冷壁坩埚真空气雾化、电极感应熔炼气雾化、热等静压等制备技术,对粉末冶金制备TiAl金属间化合物的研究方向进行了展望。

Ti-5Al-2.5SnELI合金扩散焊焊接质量的控制

总结了扩散焊基本工艺参数包括温度、压力、时间等对Ti-5Al-2.5SnELI钛合金扩散焊性能和焊接变形的影响.通过选择合适的工艺路线,控制以上工艺参数,并控制焊接变形改善钛合金低温叶轮的焊接质量.采用真空热压(HPV)+热等静压(HIP)工艺路线进行扩散焊接,可获得焊接强度大于710 MPa,焊接变形小于1%的叶轮零件.

涡轮叶盘加工技术

叙述了各种用于整体涡轮叶盘的加工方法，并讨论了涡轮叶盘制造的发展趋势。文中表明，粉末冶金近净成形（ ｎｅａｒ－ ｎｅｔ－ ｓｈａｐｅ）热等静压技术将是涡轮叶盘毛坯成形工艺的研究焦点；而涡轮叶盘精加工的最有力手段仍是电火花加工技术。