两步法制备纳米TiC_(p)/GH3536复合粉末组织性能研究

采用机械合金化(mechanical alloying, MA)结合热等离子体球化处理(thermal plasma spheroidization,TPS)两步法,制备纳米TiC_(p)/GH3536复合粉末。采用霍尔流速计、斯科特容量计、XRD、粒度粒形仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜等分析测试手段,研究球化处理前后复合粉末的流动性、松装密度、粒度分布、球形度及微观组织形貌。结果表明:第一步MA-5 h处理得到的预制粉末为基体GH3536表面非均匀附着纳米TiC颗粒的不规则形状粉末;相比原始GH3536粉末,预制粉末内部等轴晶数量增多,晶粒得到细化,但流动性和松装密度均降低。第二步TPS处理得到的纳米TiC_p/GH3536复合粉末为球形,原始不规则纳米TiC颗粒被球化,同时均匀分布于GH3536基体内部;去除平均粒度183.27 nm的亚微米颗粒后,复合粉末的流动性、松装密度和球形度得到进一步改善。亚微米颗粒的TEM结果显示,纳米级GH3536微球上均匀包覆着一层TiC,类似核壳结构,且粉末中出现球状TiC颗粒。两步法制备的纳米TiC_(p)/GH3536复合粉末,平均球形度达0.965,平均粒径为33.65μm,流动性为17.1 s/50 g,松装密度为4.184 g/cm^(3)。

基于正交实验制备TiCp/GH3536复合材料的组织与性能

针对GH3536合金选区激光熔化成型中的微裂纹缺陷,采用纳米TiC颗粒增强GH3536合金,获得无微裂纹的TiCp/GH3536复合材料,基于正交设计确定制备复合粉末的最佳球磨工艺,并分析其组织性能。结果表明:在转速、球料比和球磨时间三因素中,转速是影响复合粉末性能指标的主要因素;最佳球磨工艺为球磨机转速200 r/min,球料比5∶1,球磨时间5 h。该工艺制备的复合粉末为球形,球形度96.5%,平均粒度29.58μm,流动性0.372 s/g,松装密度4.22 g/cm 3;TiCp/GH3536复合材料组织致密没有微裂纹,屈服强度为867 MPa,拉伸强度为1072 MPa,与GH3536合金相比,分别提高了50.8%和40.1%,同时,具有更低的热扩散率和瞬时热膨胀系数。