异型钛材轧制中的有限元模拟

利用有限元模拟软件DEFORM-3D对异型钛材的多道次轧制成形过程进行数值模拟,研究了坯料形状、孔型侧斜度以及轧辊间距对TA2纯钛异型材轧制过程及成品的影响。结果表明,圆形坯料有利于保证轧制过程中的稳定性,较大的侧斜度有利于提高变形的均匀性,而增大轧辊间距会导致轧件宽展相应减小。总之,借助计算机模拟异型钛材的轧制生产过程,可以优化坯料形状、完善孔型设计、制定轧制工艺,特别是在异型钛材新产品开发中,对于缩减产品研发时间,降低生产成本,提高轧制效率具有重要意义。

选区激光熔化在齿科材料中的应用研究进展

选区激光熔化技术凭借其数字化、快速制造、复杂结构一体化和个性化的制造优势,在医疗领域引起广泛关注并成功取得应用。简要介绍选区激光熔化在齿科材料中的制造特点和应用现状,阐述选区激光熔化过程中材料的工艺-组织-性能变化,概述激光熔化产品的性能与应用评估。基于选区激光熔化在齿科材料的应用特点,指出当前面临的挑战及今后发展趋势。

PREP法和AA法制取Inconel 718粉末对比分析

采用等离子旋转电极法和氩气雾化法制备2种Inconel718粉末,对比了2种粉末在粒度、形貌、夹杂和空心粉率等方面的异同。研究结果表明PREP法生产的15μm^53μm的粉末收得率与AA法相当;PREP法制备的粉末形貌为球形,无黏连粉;AA法制备粉末一部分为球形,存在大量非球形粉,且存在黏连粉;PREP法制备的粉末夹杂含量低,夹杂主要为Al2O3、CaO;AA法制备的粉末夹杂含量高,夹杂主要为Al2O3;PREP法制备的粉末内部致密,无颗粒内孔洞;AA法制备的粉末存在颗粒内孔洞。

022Cr25Ni7Mo4N换热管的开裂原因分析

022Cr25Ni7Mo4N蒸发器换热管在胀接过程中开裂,采用扫描电镜和能谱仪对换热管开裂原因进行了分析。结果表明,换热管断口为脆性断口,在断口和母材中都存在σ相,含量约14%,沿轴向呈条带状分布,导致换热管韧性和塑性急剧下降,焊接过程中在胀管应力作用下从热影响区开裂。

热处理冷却速率对粉末TC11组织及性能的影响

该文对采用超高转速等离子旋转电极制粉(PREP)+热等静压(HIP)+双重退火热处理工艺路线制备的粉末TC11产品进行力学性能测试和显微组织观察对比分析,研究热处理双重退火中一次退火的冷却速率对TC11粉末钛合金显微组织和拉伸性能的影响。通过拉伸测试试验结果可知:在热处理过程中一次退火冷却方式由空冷更改为风冷,抗拉强度明显提高,塑性略有下降,TC11粉末钛合金的抗拉强度σb由1040MPa提高到1080MPa以上,屈服强度σ0.2也由920MPa提高到950MPa以上,这是因为粉末TC11显微组织为网篮组织,主要由条片α+相间β相组成,少量细小的等轴α分布在原始粉末颗粒边界处,随着冷速的提高,条片状α长宽比变大,间距变小,网篮编织更加紧密、细致,导致抗拉强度升高,塑性降低。

激光熔覆马氏体不锈钢组织与性能分析

对马氏体不锈钢添加不同含量的Nb、Ti合金元素,通过高速激光熔覆在316L不锈钢基体上制备出不同合金成分的涂层,对比分析了不同合金涂层的组织和性能变化。试验结果表明:激光熔覆马氏体不锈钢组织以树枝状的马氏体组织为主,Ti和Nb元素促进树枝晶组织向等轴晶转变,Ti元素对熔覆质量和等轴晶的促进作用更明显。

球形钛粉制备技术的研究进展

对气雾化法(GA法)、等离子旋转电极法(PREP法)、射频等离子体球化法(RFP法)制备球形钛粉的基本原理及研究进展进行了介绍,并对这三种方法的优缺点进行了对此,最后指出我国球形钛粉制备技术与国外仍存在一定差距,现阶段应重视粉体基础理论研究,摸索粉体物理性质与工艺参数之间的规律,通过不断改进制粉设备、优化制粉工艺来提高球形钛粉的制备水平,获得综合性能优良的球形钛粉。

金属零件3D打印技术的应用研究

金属零件3D打印技术作为整个3D打印体系中最为前沿和最具潜力的技术,是目前先进制造技术的重要发展方向。随着科技发展对材料的不断需求,利用快速成形技术直接制造金属功能零件将会成为该技术的主要发展方向。3D打印技术正在快速改变着人们传统的生产方式和生活方式。以数字化、网络化、个性化、定制化为特点的3D打印制造技术被外界认为将推动第三次工业革命。激光工程化净成形技术(LENS),激光选区熔化技术(SLM)及电子束选区熔化技术(EBSM)3种技术是金属零件3D打印技术的典型代表。对金属零件3D打印技术,包括基本的技术原理及其技术应用领域进行了介绍,最后对金属零件3D打印技术的发展进行了展望。

粉末钛合金3D打印技术研究进展

粉末钛合金3D打印技术以低成本、易成形、柔性化制备、零件性能优异等优势,近年来成为钛合金近净成形制造领域的研究热点。总结了国内外粉末钛合金3D打印技术的研究进展,包括激光熔化沉积成形技术(LMD)、激光选区熔化成形技术(SLM)、电子束选区熔化成形技术(SEBM)。比较研究了3种成形技术制备的钛合金的组织特点及力学性能,并讨论了粉末钛合金3D打印技术的市场化现状与未来发展趋势。

基于神经元网络的热暴露对TC4钛合金拉伸性能影响预测

对TC4钛合金热处理态、200、400和500℃热暴露不同时间的拉伸性能进行了研究,并利用BP人工神经元网络方法建立了不同温度与时间热暴露下试样拉伸性能的预测模型。结果表明:大多数热暴露与拉伸测试条件下合金的强度与塑性性能并未发生严重的恶化,热暴露前后试样拉伸塑性的差值大多在±7.5%左右波动,断面收缩率最多降低了约13%。对所建立的BP人工神经网络模型预测精度的分析表明,当隐含层神经元个数为11时,该模型的预测效果最佳。该模型能够很好地预测TC4合金不同热暴露条件下拉伸性能的变化。

镍基高温合金粉末制备技术的发展现状

粉末高温合金是先进航空发动机关键热端部件的优选材料,先进的粉末制备技术是获得高品质高温合金粉末、保证合金件质量的关键技术。近年来,我国在粉末高温合金的研发和生产技术方面都取得了突破性进展,成功研发出新一代粉末高温合金,形成了成熟的粉末高温合金生产工艺。在粉末制备技术方面,通过对高纯净母合金熔炼技术、先进雾化制粉技术和电选分离技术的深入研究,进一步发展了粉末纯净化制备技术,满足了我国航空发动机领域对粉末高温合金关键零部件的需求。简要回顾了国内外粉末高温合金的发展历程,分析了粉末高温合金中的缺陷来源及其对合金性能的影响,概述了我国镍基高温合金粉末制备技术的发展情况,讨论了未来高温合金粉末及其关键制备技术的发展方向。

超高转速等离子旋转电极工艺制备钬铜球形粉末的研究

采用超高转速等离子旋转电极工艺(supreme-speed plasma rotating electrode process,SS-PREP)制备韧性金属间化合物钬铜(Ho Cu)球形粉末,粉末粒度在15~106μm之间。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析及光学显微镜分析了SS-PREP钬铜球形粉末的粒度分布、松装密度、振实密度及霍尔流速等粉末特性,比较了不同试验方法对粒度分布的表征。结果表明,SS-PREP钬铜粉末主要由CsCl结构的RM型B2相构成,不同粒度的Ho Cu球形颗粒化学成分基本一致,随着粉末粒度增大,Ho Cu球形粉末的非球形颗粒比例呈现下降趋势。

热处理对热等静压Ti-48Al-2Cr-2Nb合金组织和力学性能的影响

采用PREP法制备的Ti-48Al-2Cr-2Nb预合金粉末,通过热等静压致密化(HIP)制备Ti-48Al-2Cr-2Nb合金。对HIP态合金进行不同温度(1250、1285、1300℃)真空热处理,采用光学显微镜、扫描电子显微镜、万能拉伸试验机对HIP态和不同温度热处理后的合金组织、室温力学性能分析。结果表明:Ti-48Al-2Cr-2Nb合金不同温度热处理可分别得到近γ组织、双态组织、近片层组织,其中,1285℃真空热处理得到的双态组织室温抗拉强度和伸长率最佳,其抗拉强度达到495.5 MPa、伸长率高达1.5%。

脱气温度对Inconel718粉末热等静压制件性能的影响

原始颗粒边界(PPB)是粉末高温合金的主要缺陷之一,通过脱气试验,研究了采用150℃、350℃、600℃温度进行粉末脱气对于Inconel718粉末热等静压制件的组织和性能的影响。研究结果表明,PPB缺陷会显著降低合金塑性,不同温度脱气对制件的组织和性能有明显影响,采用350℃脱气有利于消除粉末原始颗粒边界缺陷,提高制件的拉伸塑性。

俄罗斯核反应堆壳体用钛合金的研制进展

钛合金是制造核反应堆壳体的理想材料,俄罗斯对壳体用钛合金进行了大量的系统研究并已成功实现应用,为此,对俄罗斯核反应堆壳体用钛合金的研究进展进行了简要介绍。俄罗斯研究人员根据核反应堆壳体的服役条件,确定了核反应堆壳体对钛合金的性能要求,并采用优选法和因素分析法对合金成分进行设计,系统研究了合金元素对抗辐射性和热稳定性的影响,确定了壳体用钛合金的最佳成分为Ti-Al-V-Zr系合金。此外,采用高纯海绵钛经过熔炼、锻造、轧制成功生产出了组织及性能均满足反应堆壳体使用要求的钛合金环材产品。

W–Ti合金互扩散及β结构稳定性研究

通过测量相同时间、不同温度下制备的W/Ti扩散偶成分和显微硬度,研究了W–Ti合金的扩散特性和机理,计算了W/Ti互扩散系数(单位:cm2·s-1),并利用MS软件对Ti原子数分数为12.5%50%的W–Ti二元合金的能量、电子结构进行了理论计算。结果表明:W与Ti发生互扩散,其中W在Ti中的扩散速度远高于Ti在W中的扩散速度;在11001300℃时,W基固溶体中的互扩散系数公式为2.6×10-5exp（-385.3/k T）,Ti基固溶体中的互扩散系数公式为4.1×10-2exp（-285.1/k T）,其中,T为扩散温度,k为扩散距离;随着Ti原子数分数的升高,W–Ti合金的β结构稳定性降低。

热喷涂用Inconel718粉末制备及涂层性能研究

利用扫描电镜、金相显微镜、霍尔流速计等手段对氩气雾化法(GA)和等离子旋转电极法(PREP)制备的粒度为45~90μm的Inconel718粉末性能表征,利用扫描电镜及显微硬度表征不同制备工艺下粉末对大气等离子弧喷涂(APS)涂层性能的影响。结果表明:两种雾化方法制备的Inconel718粉末与母合金成分近似,但PREP法制备的Inocnel718粉末气体元素增量较小;在粉末性能上,PREP法制备的Inconel718粉末球形度高,几乎无卫星粉,粉末组织成枝状晶;而GA法制备的Inconel718粉末组织为胞状晶,粉末空心粉较多,微观硬度小于PREP法制备同粒度粉末。对比两种方法制备的涂层,相同工艺条件下,PREP法粉末制备的涂层沉积率高于GA法粉末制备的涂层,并且PREP法粉末制备涂层空隙率低于GA法粉末制备的涂层。

粉末球形度对高速激光熔覆层质量的影响

分别用高速激光熔融等离子旋转电极和气雾化制备AISI 431不锈钢粉末。通过对粉末粒度测试、粉末形貌观察、粉末球形度计算、熔覆层微观组织观察和厚度均匀性测定,对比分析粉末不同球形度对高速熔覆层质量的影响。研究结果表明:超高转速等离子旋转电极粉末球形度优于气雾化粉,其流速和松装密度均优于气雾化粉;前者熔融制备熔覆层厚度均匀、组织细小呈等轴树枝晶。粉末球形度直接影响高速激光熔覆层质量。

热等静压对Ti-6Al-4V粉末冶金件组织和性能的影响

以Ti-6Al-4V合金棒材为原料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP)制备出高品质球形钛粉,再通过热等静压近净成形工艺将粉末压制成块,并对Ti-6Al-4V合金块体的组织和性能进行研究。结果表明:Ti-6Al-4V合金粉末经热等静压后,组织主要由等轴α相+片条α相以及少量β相组成。升温升压速率较快时,粉末颗粒内部主要以片条状的α相为主,且同一束域内的α相彼此平行,规则排列成同一取向,颗粒边界处以等轴α相为主,其力学性能超过锻件;升温升压速率较慢时,冶金件组织发生明显粗化,力学性能介于锻件和铸件之间。

俄罗斯粉末高温合金生产工艺

粉末高温合金由于具备特有的组织和性能特点,成为先进航空发动机涡轮盘的优选材料,采用粉末高温合金能够显著提高合金的力学性能和热工艺性能。本文概述了粉末高温合金生产工艺原理及其特点,重点介绍了俄罗斯在粉末高温合金制备工艺流程中为提高粉末高温合金质量所采取的措施,可作为我国粉末高温合金工艺技术发展的参考和借鉴。