金属粉末压坯烧结过程的内耗研究

烧结在粉末冶金过程中对最终产品质量起着关键性作用,理解和探索烧结过程中粉末压坯结构和缺陷的演变,明确烧结的起始温度、结晶温度等,可为烧结工艺的确定提供确切的信息.本文采用内耗技术系统研究了单元系纯Al, Mg, Cu, Fe粉末压坯烧结过程的内耗行为.在第一个循环的升降温过程中各发现了一个内耗峰、升温峰和降温峰.降温峰是一个稳定的弛豫型内耗峰,激活能和峰温表明,该峰起源于晶界的黏滞性滑移.升温峰的出现伴随着相对动力学模量和电阻的下降,材料性能发生显著变化,相应峰温可考虑作为单元系粉末烧结的起始温度.升温峰具有明显的压坯颗粒粒径和成型压力依赖性,随颗粒粒径或压制压力的减小而升高,这与颗粒间弱结合界面数量和微滑移可动性的增大有关.在升温测量时,主要通过弱结合界面微滑移耗能,内耗增加直至峰温所在位置,弱结合界面转化为颗粒间晶界,内耗迅速下降,形成了非稳定升温峰.升温峰的出现表明了粉末压坯烧结过程中颗粒间晶界的形成,相应峰温亦可作为粉末压坯的结晶温度.

CuO-Al-Cu粉末压坯中CuO和Al的反应机理

对CuO Al粉末预制块在不同温度下反应 ,测试其温度随时间的变化曲线 ,利用X射线衍射仪对其反应后的试样进行物相分析 ,得出产生热爆的反应温度及不同温度下的反应产物。结果表明 ,CuO Al体系化学反应存在 3个不同温度区域 ,即稳定区、反应不完全区和反应完全区。反应完全区易出现热爆现象。

Fe-Al系粉末压坯激光反应烧结的研究

探讨了Fe Al系粉末压坯在激光作用下的反应烧结行为、物相转变、微观结构和硬度特征。结果表明:在短暂的烧结过程中,粉末压坯实现了燃烧和蔓延,完成了单元素组分向产物相的转变,富Al相大多在颗粒边界形成,也有部分是在颗粒内部析出;随Al含量的增多,边界上析出相的Al含量比内部析出的多,试样的硬度值提高。

基于DPC-CZM混合模型的金属粉末压坯裂纹三维数值模拟

消除和控制金属粉末压坯裂纹对生产高质量粉末冶金零件具有指导作用。本工作将修正的Drucker-Prager Cap(DPC)模型与内聚力模型(CZM)相结合,分别定义金属粉末压坯实体单元与零厚度内聚力单元的力学行为。通过巴西圆盘和单轴压缩试验获取压坯断裂性能参数,编写Python程序在实体单元中批量插入零厚度内聚力单元,模拟金属粉末压坯在外载荷作用下的拉伸和剪切裂纹以及裂纹扩展过程,并与实验结果进行对比分析。研究结果表明,采用指数型内聚力本构模型与DPC模型混合,可更准确地描述压坯裂纹损伤区的变化,与零厚度内聚力单元相关的裂纹扩展过程与实验结果更为一致。

Fe-Cr-Mo-C 系粉末压坯烧结致密化机理

研究了烧结温度对Ｆｅ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ｃ系试样密度及性能的影响，探讨了实现烧结致密化的机理．结果表明，采用真空烧结工艺，在１１６０～１２６０℃范围内，Ｆｅ－（１３～２０）Ｃｒ－１．５Ｍｏ－（１．８～３．６）Ｃ粉末压块可实现液相烧结致密化，制得密度大于７．３ｇ／ｃｍ３，硬度ＨＲＡ７０以上的高Ｃｒ烧结铁基材料．适宜的液相烧结温度随Ｃ含量增加而降低．

用平台巴西圆盘实验确定金属粉末压坯的力学性能参数

为确定金属粉末压坯的力学性能,本文采用平台型加载方式的巴西圆盘实验对铜、铁两种不同相对密度的金属粉末压坯进行直径压缩。利用同步实验图像记录,研究了圆盘中心裂纹的生长和金属粉末压坯的拉伸断裂过程。通过压缩实验获得了金属粉末压坯的位移-载荷曲线,结合弹性力学理论和数值分析方法,确定了压坯的三个力学性能参数:由直线段确定弹性模量E、由线性段与非线性段的转折点确定抗拉强度σ_t和由局部最小载荷确定张开型断裂韧度K_(Ic),它们与相对密度的关系均符合幂指数函数变化规律。

奥氏体不锈钢粉末压坯的液相烧结

综述了添加元素对奥氏体不锈钢粉末压坯液相烧结行为及材料性能的影响。加铜可以改善材料的耐腐蚀性并提高其力学性能；加硅可以提高材料的力学性能，特别是韧性；加铝影响材料的致密化行为。

镍-铝粉末压坯燃烧热分析

以镍-铝混合粉末压坯作为研究对象,利用差热分析(DTA)试验分析了镍-铝粉末压坯的自蔓延反应.并通过在真空炉中加热,观测镍-铝粉末压坯的燃烧状况,对燃烧产物进行X射线衍射(XRD)相组成分析.利用热量传递相关知识,进行理论公式推导分析了镍-铝粉末压坯比表面积对实际燃烧温度的影响,对比了镍-铝粉末压坯不同传热形式的影响.结果表明,镍-铝粉末压坯的自蔓延反应分为3个阶段,固相反应,共晶液相,剧烈反应;镍-铝粉末压坯比表面积的增大会提高实际燃烧温度;镍-铝粉末压坯与周围环境通过导热方式散失的热量大于热辐射方式散失的热量.

浇注条件下Fe-Ti-C系粉末压坯一维传热模型的研究

在浇注条件下 ,制备TiC/Fe复合材料 ,并对Fe Ti C系粉末压坯的轴向一维温度场进行测试 ,分析其传热规律 ,建立传热模型 ,得到模拟的温度场曲线。通过和实际浇注条件下得到的温度场曲线进行对比 ,此模型能模拟出其升降温趋势。通过测定浇注过程中铁液的温度场 ,分析粉末压坯的传热规律 ,推断其内部的物理化学变化 。

烧结过程中铝粉末压坯的低频内耗行为（英文）

在室温至600℃之间,研究铝粉末压坯在烧结过程中的内耗行为,其在升温和降温过程各出现一个典型的内耗峰。升温峰具有测量频率、应变振幅、升温速率依赖性,同时,随铝颗粒粒径、压坯成型压力的不同而变化。分析认为升温峰与形变铝颗粒的再结晶过程有关,但该峰产生的本征原因是形变铝颗粒之间弱结合界面的微观滑移,同时还与成型过程中位错密度的增加有关。降温峰与铝晶界的粘滞性滑移有关,属于晶界弛豫峰,其激活能为(1.64±0.06)e V。此外,镁粉末压坯具有与铝粉末压坯相似的内耗现象。

基于巴西圆盘实验的金属粉末压坯力学性能研究

采用圆弧型加载方式的巴西圆盘实验对2种成分相似的水雾化铁粉(Hgans ASC 100.29和Hgans Distaloy AE)压坯的力学性能进行研究。综合考虑实验装置、压坯的几何特征及材料属性对压坯抗拉强度的影响,引入系数C对巴西圆盘经典抗拉强度公式进行修正,以更加准确地描述压制过程中压坯的力学性能变化。采用高清摄像机进行实时拍摄,对粉末压坯从变形到完全断裂破坏的全过程进行详细的分析描述,利用实验不同阶段获取的数据及巴西圆盘的位移解析解,分别计算压坯的抗拉强度和弹性模量,同时拟合出抗拉强度与相对密度以及弹性模量与相对密度相关的幂函数方程,并将其用于基于广义塑性力学的金属粉末成形数值模拟;此外,将详细的实验图像和数据进一步用于压坯断裂性能的分析。

Ti/Al复合粉末压坯低温烧结过程的内耗特征

为探究低温阶段Ti/Al之间的烧结机理,基于内耗测量技术系统研究了Ti/Al复合粉末压坯低温内耗行为。结果表明,Ti/Al粉末压坯的内耗性能具有明显的温度效应,升温测量过程中,270℃附近出现的不可逆内耗峰峰值随频率的增加而下降,随Al含量的增加而增加,该内耗峰是由应力释放引起的,是一个应力型内耗峰。降温过程中,230℃附近出现的内耗峰峰位随频率的增大向高温方向移动,具有一定的弛豫特征,该内耗峰源于Ti/Al复合粉末压坯升温过程由再结晶形成的Al晶界的滑移。

巴西圆盘实验测定金属粉末压坯断裂性能参数

压坯断裂性能参数的准确测定对压坯裂纹损伤预测分析至关重要。本文采用圆弧型加载方式的巴西圆盘实验对两种金属粉末(Hgans ASC 100.29和Hgans Distaloy AE)压坯的断裂性能参数进行研究。利用高清摄像机对实验过程进行拍摄,将金属粉末压坯从变形到完全断裂破坏的全过程进行详细地分析描述。结合相关理论研究及数值分析计算,提出压坯断裂性能参数包括断裂韧度KIc和断裂能量Gc的确定方法。将不同相对密度的压坯试样用于试验分析计算,得出金属粉末压坯断裂性能参数KIc和Gc与相对密度的函数方程。

基于内聚力模型的金属粉末压坯拉伸裂纹扩展模拟

压坯裂纹损伤预测分析对于生产高质量粉末冶金零件具有重要的指导作用。本文将修正的Drucker–Prager Cap模型与内聚力损伤模型相结合,并利用Python语言在损伤断裂区域内批量插入内聚力单元,模拟金属粉末压坯在外载荷作用下裂纹扩展过程。同时,采用不同类型的内聚力模型对巴西圆盘实验过程进行模拟,通过实验验证对比分析可知,采用指数内聚力模型模拟压坯拉伸裂纹扩展的结果与实验结果更为吻合,并且与实验后期压坯边缘出现剪切带的现象也较为一致。

粉末压坯裂纹形成的原因分析

在普通的压制和烧结粉末冶金零件中，大部分裂纹萌生于烧结阶段之前，在实际生产中为防止发生这些缺陷，必须深入理解裂纹形成的根本原因和所应采取的防止措施，讨论分析粉末冶金压坯内裂纹形成的原因，为粉末冶金产生开发提供必要的知识。

激光烧结三种铁基粉末压坯的初步研究

对三种铁基粉末合金压坯进行了激光烧结研究，指出激光烧结出现快速致密化的根本原因在于其加热速度极快。激光烧结时测得的几条温度曲线表明选择合适的烧结工艺对试样整体组织和性能的均匀性以及烧结时的便于控制极为重要。

粉末冶金压坯激光整体烧结后的组织与性能

应用连续ＣＯ２激光器对铜基、铁基粉末压坯（有效厚度≤１０ｍｍ）施行整体辐射烧结，然后对其显微组织、孔隙度、硬度、冲击韧性、拉伸性能及耐磨性进行观测与分析。结果表明，激光整体烧结件具有较常规烧结件优良的组织与性能。

《金属粉末生坯强度的测定矩形压坯横向断裂法》标准简介

本标准是根据ISO 3995 :1985《金属粉末———用矩形压坯横向断裂测定生坯强度》对GB5 16 0 - 85进行修订的 ,在技术内容上与该国际标准等同。本标准号改为GB/T5 16 0 -2 0 0 2 ,2 0 0 2年 9月 18日由国家质量技术监督局批准并实施 。

金属基粉末冶金零件的微波烧结机理

简要概述了微波烧结技术的特点和发展状况。从麦克斯韦方程组出发,分析了微波在块体金属中的传播行为,说明微波不能与块体金属耦合并烧结的原因。在此基础上,总结了金属粉末压坯的特点,阐述了微波烧结金属粉末压坯的可行性,分析了自由电子在电磁场中的运动行为,指出涡流损耗是微波促进烧结的机理之一。

柴油机油量控制套筒的模具优化设计

柴油机油量控制套筒是一种结构复杂的机械零件,其外表面形状特殊,内表面分布若干台阶且具有较高的配合精度要求。本文基于粉末连续体,运用有限元Deform软件对油量控制套筒模具的不同改进方案(改进假芯棒、上浮动冲分型、设计漏粉穴、调整局部装粉系数)下的压坯密度进行模拟分析。通过数值模拟仿真数据对模具进行改进及尺寸优化,提高压坯密度分布的均匀性,实现采用粉末冶金近净成形的先进方法制造油量控制套筒,并满足其对精度、密度及性能的要求。