超固相线液相烧结GH4049粉末合金

采用超固相线液相烧结方法制备了GH4049粉末合金,研究了合金的致密化机理、热处理对合金组织和力学性能的影响以及Y2O3对合金的强化作用。结果表明:在1350℃真空烧结120min可以制备出相对密度为99·2%的GH4049粉末合金,合金的烧结致密化机理为颗粒重排与粘性流动。经热处理后,GH4049粉末合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为1113MPa、760MPa和13%,接近变形GH4049合金;晶内析出了约200nm的方形大γ′相和40nm左右的球形γ′相,平均晶粒大小在80μm以下。加入质量分数为0·05%的纳米级Y2O3后,改善了合金的抗应力松弛性能。

超固相线液相烧结

简略地介绍了超固相残液相烧结的特点、发展和影响因素。

粉末注射成形TiAl超固相线液相烧结工艺研究

以Ti-47．5％Al-2．5％V-1．0％Cr（原子数分数）气雾化预合金粉末为原料，采用粉末注射成形工艺制备了TiAl合金材料，重点研究了该TiAl合金超固相线液相烧结温度区间和保温时间以及烧结体显微组织、密度和压缩性能的变化规律。结果表明：烧结温度在1410～1450＊℃，保温时间在1h以内，烧结体可以致密化；在1450℃保温30min，烧结体相对密度可以达到95％，烧结体的抗压强度为2105MPa，压缩率达到30．9％，接近铸态合金力学性能；随烧结温度升高，烧结体近片层组织中的7等轴晶逐渐减少，片层团逐渐增加。

超固相线液相烧结制备氧化物弥散强化镍基高温合金

采用超固相线液相烧结法制备了纳米Y_2O_3质量分数为0～8%的氧化物弥散强化镍基高温合金,研究了烧结温度、Y_2O_3含量对该合金组织和力学性能的影响。结果表明:含1.5%Y_2O_3的合金经过1265℃真空烧结2h后,综合性能最佳,相对密度为98.13%,抗拉强度为770MPa,后续的热等静压处理可以促进合金的致密化,使抗拉强度进一步提高,达838 MPa。

变温超固相线液相烧结工艺对15Cr系高铬铸铁显微组织及性能的影响

为解决常规定温超固相线液相烧结出现的烧结温度窗口狭窄和产品力学性能对烧结温度波动敏感的问题,采用变温超固相线液相烧结工艺制备了粉末冶金高铬铸铁,研究了变温超固相线液相烧结的高温阶段工艺参数对15Cr系高铬铸铁显微组织和力学性能的影响,并与定温超固相线液相烧结制备的合金进行了对比。研究发现,变温超固相线液相烧结制备的合金由M_(7)C_(3)型碳化物、马氏体及少量奥氏体组成,通过高、低温两个阶段的烧结能够实现高效致密化和对显微组织的有效调控,制备出相对密度超过98.96%的高性能合金材料,烧结温度窗口相较于定温超固相线液相烧结扩展了15℃。在1225~1245℃、5~10 min的高温阶段窗口,随烧结温度升高与保温时间延长,合金显微组织逐渐粗化;当高温阶段烧结保温时间控制在10 min以内时,合金晶粒尺寸低于26.98μm,组织粗化程度可接受。变温超固相线液相烧结高铬铸铁的硬度和冲击韧性优于定温超固相线液相烧结高铬铸铁,且冲击韧性在烧结窗口内保持稳定,平均值达12.10 J·cm^(−2)。在1~3 J·cm^(−2)冲击功下,变温超固相线液相烧结试样的抗冲击磨粒磨损性能优于定温超固相线液相烧结试样,随着冲击功提高,合金的抗冲击磨粒磨损性能提升从9.70%提高到19.83%。

超固相线液相烧结Inconel 718合金

以惰性气体雾化粉末为原料,采用超固相线液相烧结方法制备了Inconel 718粉末高温合金,研究了粉末合金的烧结温度和热处理制度对合金组织和力学性能的影响.实验结果表明:在1240℃真空烧结120min可以制备出相对密度为98.5%的粉末合金,后续的热等静压处理可以将其相对密度提高到99.7%;经热处理后,合金的抗拉强度和延伸率分别为1280MPa和9%;析出相为球形γ′相、针状γ″相以及粗大的碳化物,平均晶粒大小在50μm以下.

高综合性能亚共晶高铬铸铁的烧结制备

以气雾化粉末为原料,采用液相烧结(LPS)制备亚共晶高铬铸铁(HCCIs),系统研究烧结工艺参数对致密化行为、显微组织演变和力学性能的影响规律。研究结果表明,采用LPS可以获得相对致密度达99%以上的制品,但合适的烧结温度范围很窄;XRD分析表明烧结亚共晶高铬铸铁由M7C3型碳化物、马氏体和奥氏体构成;金相分析显示烧结样晶粒细小,碳化物为一次晶杆状,且分布均匀。随烧结温度升高和保温时间延长,晶粒和碳化物均逐步粗化,其中温度的影响更加显著;而强度和冲击韧性则呈现先升高后降低的变化规律。优化的烧结工艺下高铬铸铁的力学性能为:硬度HRC65,抗弯强度1 199 MPa,冲击韧性4.6 J/cm2。并提出了一个烧结高铬铸铁中碳化物形态演变的生长模型。

15Cr系亚共晶高铬铸铁的烧结制备与性能研究

研究了15Cr系亚共晶高铬铸铁超固相线液相烧结的制备工艺,利用光学显微镜和扫描电镜对合金的微观组织及冲击试样断口进行了观察和分析,探讨了烧结温度对高铬铸铁组织和力学性能的影响;并采用计算机定量分析金相组织,确定了组织与性能的相关性.研究结果表明,超固相线液相烧结制备的15Cr系亚共晶高铬铸铁相对致密度达99%以上.与普通铸造高铬铸铁相比,烧结制品碳化物外形圆润,呈短杆状均匀分布.随烧结温度的升高,基体晶粒和碳化物逐渐长大,合金力学性能呈现先升后降的规律;1210℃×1.5 h烧结制品的冲击韧性和抗弯强度达到最大值11.3 J/cm^2和2506.8 MPa.试样的冲击断裂为准解理断裂机制,韧性较普通铸造试样大幅提高.烧结温度主要通过影响试样组织中碳化物数量、分布、形态以及尺寸,来影响合金力学性能.碳化物体积分数是影响高铬铸铁硬度的主要因素.

烧结Cr15高铬铸铁组织与性能的研究

为研发耐磨性能优良、成本相对低廉的高铬铸铁,本文分别以亚共晶、过共晶的水雾化Cr15高铬铸铁粉末为原料,采用超固相线液相烧结工艺制备了烧结高铬铸铁(SHCCI),并对其显微组织、力学性能和冲击磨粒磨损工况下的耐磨性能进行对比研究。结果表明,烧结高铬铸铁主要由M7C3碳化物、马氏体和奥氏体组成;在亚共晶烧结高铬铸铁中,通过电解腐蚀萃取的M7C3碳化物三维形貌呈珊瑚状,沿晶界均匀分布,材料抗冲击耐磨性能优良;在过共晶烧结高铬铸铁中,优先形成的初生碳化物可能成为共晶碳化物的生长基底,形成核-壳结构的M7C3碳化物,沿晶界相互连接呈网状,严重割裂基体。亚共晶、过共晶烧结高铬铸铁的力学性能分别为:硬度HRC63.9、HRC64.3,冲击韧性7.92、3.04 J/cm^2,抗弯强度2112.65、1624.87 MPa。

硅对烧结态高铬铸铁组织与性能的影响研究

以两种不同含高Si量的水雾化预合金粉末为原料,通过DSC分析确定烧结温度区间,采用超固相线液相烧结制备出高综合力学性能的高铬铸铁。采用光学显微镜和扫描电镜分析高铬铸铁显微组织的变化,并对两种成分的烧结态高铬铸铁性能进行对比分析。研究结果表明:其他成分相近的两种合金,Si质量分数为1.48%时合金为亚共晶成分,Si质量分数为3.23%时则表现为典型的过共晶成分。两者碳化物均呈短杆状,均匀分布在晶界和亚晶界处。同时Si原子可以固溶于奥氏体中,降低C、Cr原子在奥氏体中的溶解度,进而影响奥氏体稳定性,最终两种合金得到不同的基体组织。相较于Si质量分数为1.48%的合金,Si质量分数为3.23%的合金的力学性能均有所下降。其中Si质量分数为1.48%的合金硬度HRC56.5、冲击韧性9.59J/cm^2、抗弯强度2208.98MPa,Si质量分数为3.23%的合金硬度HRC48.5、冲击韧性2.73J/cm^2、抗弯强度1664.28MPa。

烧结法制备粉末冶金高碳铬钒工具钢的研究

用水雾化+真空烧结法制备了名义成分为C2.5Cr17Co2Mn2V3Fe的粉末冶金高碳铬钒工具钢,研究了配碳量和烧结温度对烧结行为的影响。结果表明,根据配碳量和烧结温度不同,存在固相烧结、超固相线液相烧结、液相烧结三种烧结方式,其碳化物尺寸分别为5μm、10μm、15μm左右;固相烧结试样相对密度和硬度只有90%和50HRC左右,而两种液相烧结试样的相对密度和硬度均可达99%和60HRC以上。XRD结果表明:烧结和淬火样品均由γ-Fe、α-Fe和Cr7C3组成;回火样品主要由α-Fe、Cr7C3组成,回火共析反应可能为γ-(Fe,Cr,Co,Mn,C)→α-(Fe,Cr,Co,Mn,C)+Cr7C3。