粉末冶金

摘要： 粉末冶金是一种以金属粉末为原料,通过压制和烧结形成最终零部件的金属成形工艺,可以生产形状非常复杂的工件,已有100多年的历史。粉末冶金是公认的优良生产工艺,可针对不同行业的应用需求生产高质量的烧结结构部件。与其他金属成形技术(如锻造、金属铸造及机械加工)相比,粉末冶金工艺具有成本低、灵活性高以及制备性能优秀等优势,属于材料制备的前沿。

摘要： 本文通过搅拌摩擦焊(FSW)成功实现了粉末冶金AA2024铝合金挤压板材的焊接,在航空航天、汽车工业领域具有重要应用前景。为了确定FSW的最佳加工参数,对FSW接头的微观结构、力学性能和断裂行为进行研究。结果表明,当搅拌速度为2000 r/min、焊接速度为100 mm/min时,获得最优焊接接头性能,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为415 MPa(母材强度的85%)、282 MPa和9.5%。焊接接头的硬度从合金基体到热影响区逐渐降低。由于FSW过程中反复搅拌产生热量,样品发生过时效,导致热影响区附近的强度和硬度最低。搅拌区的平均晶粒尺寸(2.15μm)小于母材(4.43μm)和热影响区(5.03μm),并且热影响区晶粒具有择优取向。

摘要： 目的研究圆柱包套经热等静压后内部不同位置粉末TiAl合金的组织与力学性能,为后续复杂结构包套热等静压整体成形工艺优化提供参考。方法将装填有Ti-47Al-2Cr-2Nb雾化粉末的不锈钢包套在1230/170 MPa/3°C.5 h条件下热等静压,利用扫描电子显微镜观察烧结后包套内不同区域的显微组织,利用显微硬度计测量相应区域的显微硬度,最后选取芯部与靠近边缘组织测量室温与750°C的拉伸性能。结果经扫描电镜观察,各区域组织均匀度为:芯部>径向边缘/下端盖>装粉口/边角处。其中,包套装粉口/边角区域组织存在球形γ相、PPBs以及大块α_(2)相,而芯部组织分布更均匀。经显微硬度测试,边角处与装粉口显微硬度最低,分别为275.38HV_(0.2)/10与280.23HV_(0.2)/10;芯部显微硬度最高,为309.47HV_(0.2)/10。芯部组织的室温、750°C拉伸性能均好于边缘组织。结论包套直角结构对组织均匀性影响较大,圆柱包套不同部位组织形貌差异明显,芯部区域拉伸性能与显微硬度都更好。

摘要： TiAl合金是一种优异的轻质耐高温结构材料,在航空、航天、汽车、兵器等热端部件制造领域具有广阔的应用和发展前景,但其较低的室温塑性、韧性和较差的冷/热加工性能,限制了其工程化的进程。为挖掘TiAl合金的应用潜力,国内外研究机构和企业从材料设计、组织性能调控到成形工艺等方面开展了卓有成效的研究。总结了近年来国内外在TiAl合金精密成形领域的研究进展,包括精密铸造、铸锭冶金、粉末冶金和增材制造技术,目前,TiAl合金精密铸造叶片和热加工叶片已成功应用到航空发动机上,粉末冶金成形和增材制造技术在复杂构件成形和板材成形上体现出独特优势,但仍需在低成本化和工艺稳定性上进一步提升。

摘要： 研究了一种通过室温球磨和低温球磨相结合制备SiC/Mg非均匀镁基纳米复合材料的方法。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对非均匀复合材料的微观结构进行分析,通过准静态压缩测试了SiC/Mg非均匀镁基纳米复合材料的性能,并对其强化机制和增韧机制进行了初步分析。研究结果表明,延长低温球磨时间可以减小软相的尺寸,同时细化硬相中的晶粒尺寸,从而达到提升复合材料强度和失效应变的效果。因此,通过调整球磨工艺可以优化SiC/Mg非均匀镁基纳米复合材料的微观结构和力学性能。

摘要： 采用粉末冶金法制备HEAp(AlCoCrFeNi)/AlSi12复合材料,用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等微观检测方法研究复合材料的微观组织结构,用维氏硬度仪和拉伸试验机检测复合材料的硬度和抗拉强度。研究结果表明:本试验条件下复合材料中HEAp与基体Al界面结合良好,无微隙和夹杂,界面未见明显的反应层或扩散层;随着HEAp加入量的增加,复合材料的基体Al晶粒平均晶粒尺寸有所减小。加入HEAp的复合材料与未加入的相比,硬度、抗拉强度和延伸率均有所提高,其中,HEAp体积分数为7%的HEAp/AlSi12复合材料断后伸长率为5.1%,维氏硬度和抗拉强度分别为72.0HV和142 MPa,综合性能较好。

摘要： 通过简便的粉末冶金和水热法在多孔块体NiMo合金上原位合成Ni−MoO_(2)异质结构电催化剂。场发射扫描电镜、透射电镜及X射线光电子能谱分析结果表明:经过水热处理后,制备的Ni−MoO_(2)电极具有异质结构并且在其表面同时形成一层Ni(OH)_(2)纳米片,这种异质结构和纳米片层提供丰富的界面、更多的活性中心和更大的活性比表面积。析氢反应结果表明,Ni−MoO_(2)异质结构表现出优异的催化性能,仅需41 mV的过电位即可达到10 mA/cm^(2)的电流密度,并且具有52.7 mV/dec的低Tafel斜率和在碱性介质中具有优异的稳定性。

摘要： 高速列车刹车片材料是指固定在高速列车制动盘上的摩擦材料,不同材料的刹车片决定了高速列车不同的制动性能。高速列车的制动速度从200 km/h提升到350 km/h,刹车片材料从粉末冶金(P/M)材料发展到陶瓷基新型材料,其中200 km/h及以下的高速列车刹车片材料逐渐被新型材料替代。重点对高速列车刹车片材料的研究展开讨论,使刹车片材料与不同制动速度的高速列车匹配。高速列车的车速提高1倍,制动功率就需要提高8倍,这对高速列车的制动性能提出了更严格的要求,同时也对刹车片材料的要求更加严格。通过材料种类、性能以及应用3个方面详细介绍了刹车片材料的研究情况。其中材料种类是影响高速列车刹车片性能的主要因素,分别报告了铁基粉末冶金刹车片、铜基粉末冶金刹车片、C/C基刹车片和陶瓷基刹车片的研究现状,对比了上述几种刹车片材料的优缺点。高速列车刹车片的性能好坏决定了它的应用范围,目前应用最广泛的仍然是铜基粉末冶金刹车片,但是伴随着陶瓷基材料的不断优化,其脆性降低、韧性提高,耐磨性优于铜基粉末冶金材料,有望取代铜基粉末冶金刹车片,成为400 km/h及以上高速列车的新型刹车片材料。最后总结出现阶段高速列车刹车片材料存在的问题,并对未来新型刹车片材料的发展前景进行了展望。

摘要： 采用高能球磨法和放电等离子烧结技术(SPS)制备Ti_(2)AlNb合金,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对合金显微组织及相结构进行表征,分析V元素掺杂对Ti_(2)AlNb合金显微组织的影响。研究表明,Ti_(2)AlNb预合金粉末球磨后出现胞状晶,经退火后胞状晶显著长大。掺杂V元素后,V原子占据O相中原本Ti原子的位置,hcp结构向bcc结构的转化受到抑制,O相组织由针状趋于圆润并均匀分布,出现均匀层片状网篮组织,α_(2)相与O相含量增加;当V含量为2%(原子分数)时,Ti_(2)AlNb合金中α_(2)相的含量最高。

摘要： 为提高硬质合金的断裂韧性,使用平均粒度分别为9.8、22.5、27.4μm的WC粉体制备3种级别(粗晶、超粗和特粗)的WC-6Co粗晶粒硬质合金,使用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对其微观结构进行表征,并研究了WC晶粒度对粗晶粒硬质合金力学性能的影响。结果表明,随着WC平均晶粒度由粗晶(3.5~4.9μm)增加到特粗(8.0~14μm)级别,横向断裂强度和维氏硬度有所下降,但韧性得到显著改善。其中WC晶粒度为7.77μm的超粗硬质合金的横向断裂强度为(2137.5±22.5)MPa,硬度为1011.6 HV_(30),在30 kg载荷下无裂纹产生,表现出优异的断裂韧性。但是,WC晶粒度为8.83μm的特粗硬质合金的断裂韧性为13.3 MPa·m^(1/2),低于超粗硬质合金,这与特粗WC晶粒中的微观缺陷有关。

摘要： 介绍了铝合金在汽车零部件中的应用;同时介绍了粉末冶金制造零部件的优点及不足.提出了一种低成本制备高性能铝合金转向节的工艺技术,该工艺的特点是直接采用纯铝粉为主要原料,添加其他元素,克服了传统铝合金粉末原料价格昂贵的缺点;同时改良了脱脂-烧结-热处理工艺.最后,通过力学性能对比试验,验证了该工艺制造的铝合金转向节力学性能优良.

摘要： 采用数值模拟与实验相结合的方法,对氧化锆增韧氧化铝颗粒(ZTAp)增强Fe45复合材料(ZTAp/Fe45)的冲击性能进行了研究.试验选用不同尺寸ZTAp及其不同尺对ZTAp的级配颗粒作为增强相,其中级配颗粒体积比1∶1,采用粉末冶金方法制备了ZTAp体积分数为30％的ZTAp/Fe45.测试了复合材料冲击功吸收功,采用扫描电子显微镜(SEM)观察冲击断口形貌.实验表明:数值模拟与实验结果吻合较好,加入单一尺寸的增强颗粒时,随着ZTAp尺寸的增加,ZTAp/Fe45冲击吸收功增加,级配颗粒试样由于存在粒挤嵌现象,出现局部应力集中现象,在冲击性能方面没有体现出优势;复合材料的冲击断口为脆性断裂,其中金属基体的断裂形貌为解理断裂;ZTAp主要有两种失效形式,颗粒冲击断裂和颗粒冲击脱落,ZTAp冲击断裂时吸收的能量大于颗粒冲击脱落.

摘要： 本文以不同颗粒形状(球形与不规则形)的氧化锆增韧氧化铝颗粒(ZTAp)为增强相,Ni55自熔合金粉末为基体,采用粉末冶金的方法制备了ZTA颗粒增强镍基(ZTAp/Ni55)复合材料,探讨了复合材料的制备工艺,测试分析了复合材料的显微组织、相结构和性能,初步研究了ZTAp/Ni55复合材料的冲蚀磨损规律及机理.研究结果表明:ZTAp与Ni55基体的界面以机械结合为主,界面结合良好,ZTAp在基体中分布较均匀,不规则ZTA颗粒增强的镍基复合材料(ZTAa/Ni55)比球形ZTA颗粒增强的镍基复合材料(ZTAs/Ni55)拥有更好的综合性能.冲蚀磨损实验表明:ZTAp/Ni55复合材料在30°冲角的冲蚀磨损高于90°冲角;在pH=2酸性浆体中的冲蚀磨损中,ZTAa/Ni55复合材料的耐腐蚀冲蚀磨损性能优于ZTAa/Fe45复合材料;冲蚀磨损机理为微犁削及塑变疲劳脱落,腐蚀加速了塑变脊的去除.

摘要： 通过粉末冶金技术制备了氧化锆增韧氧化铝颗粒(ZTAp)增强铁基复合材料,并研究了ZTAp含量对复合材硬度、密度的影响.利用X射线衍射仪(XRD,扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析了复合材料相组成,微观结构,界面结合状态.对复合材料进行三体磨料磨损试验和划伤试验.结果表明,复合材料的物相由α-(Fe,Cr),CrFeB,Cr7C3,Al2O3以及ZrO2组成,ZTAp与铁基体之间的界面结合为机械结合.当ZTAp体积含量在30vol％-40vol％时,复合材料表现出最优的综合物理性能.铁基体对ZTAp的支撑作用和ZTAp对铁基体的保护作用,提高了复合材料在三体磨料磨损过程中的耐磨性.ZTAp有效抵抗外来磨料对ZTAp增强铁基复合材料的划伤作用,同时ZTAp不规则边界使得划痕发生偏转,减弱磨料对复合材料的磨损.

摘要： 采用粉末冶金法制备WC-Co硬质合金,研究了单一添加0％～1.2％(文中含量无特殊说明的均为质量分数)TiN和复合添加不同比例TiN/Cr3C2晶粒长大抑制剂对WC-Co硬质合金组织和性能的影响.结果表明:添加TiN后,WC晶粒明显细化且晶粒尺寸分布集中,合金硬度上升.TiN与粘结相中的W和C形成(Ti,W)(C,N)固溶体,起到了细化了WC晶粒的作用,但是由于固溶体本身的脆性和粘结相对其润湿性较差,使合金的强度和韧性下降.TiN单一添加量为0.4％时,合金综合性能最佳,硬度值可达到1770HV3,强度值为2870MPa,韧性达到10.37MPa·m1/2;复合添加w(TiN)∶w(Cr3C2)为1∶3时,合金综合性能最佳,硬度值可达到1770HV3,强度值为2860MPa,韧性达到10.23MPa·m1/2.

摘要： 对模具样品化学成分、表面缺陷形貌及显微组织进行检测.1#样品表面的块状粘着物属于富含O、Na、Cl、K、S成分的污垢.2#样品表面斑点中心存在枝晶生长的结晶体,属于富含O、Na、Cl、K成分的污垢.3#样品塌角部位边缘呈块状凸起,并存在脆性开裂特征,塌角边缘分布大量凹坑.块状凸起含氧量高,属于富含氧化物的高温熔融产物.样品显微组织均为隐针状回火马氏体+颗粒状碳化物,碳化物半数以上呈条块状.

摘要： 对模具样品化学成分、表面缺陷形貌及显微组织进行检测.1#样品表面的块状粘着物属于富含O、Na、Cl、K、S成分的污垢.2#样品表面斑点中心存在枝晶生长的结晶体,属于富含O、Na、Cl、K成分的污垢.3#样品塌角部位边缘呈块状凸起,并存在脆性开裂特征,塌角边缘分布大量凹坑.块状凸起含氧量高,属于富含氧化物的高温熔融产物.样品显微组织均为隐针状回火马氏体+颗粒状碳化物,碳化物半数以上呈条块状.

摘要： 对模具样品化学成分、表面缺陷形貌及显微组织进行检测.1#样品表面的块状粘着物属于富含O、Na、Cl、K、S成分的污垢.2#样品表面斑点中心存在枝晶生长的结晶体,属于富含O、Na、Cl、K成分的污垢.3#样品塌角部位边缘呈块状凸起,并存在脆性开裂特征,塌角边缘分布大量凹坑.块状凸起含氧量高,属于富含氧化物的高温熔融产物.样品显微组织均为隐针状回火马氏体+颗粒状碳化物,碳化物半数以上呈条块状.

摘要： 对模具样品化学成分、表面缺陷形貌及显微组织进行检测.1#样品表面的块状粘着物属于富含O、Na、Cl、K、S成分的污垢.2#样品表面斑点中心存在枝晶生长的结晶体,属于富含O、Na、Cl、K成分的污垢.3#样品塌角部位边缘呈块状凸起,并存在脆性开裂特征,塌角边缘分布大量凹坑.块状凸起含氧量高,属于富含氧化物的高温熔融产物.样品显微组织均为隐针状回火马氏体+颗粒状碳化物,碳化物半数以上呈条块状.

摘要： 对模具样品化学成分、表面缺陷形貌及显微组织进行检测.1#样品表面的块状粘着物属于富含O、Na、Cl、K、S成分的污垢.2#样品表面斑点中心存在枝晶生长的结晶体,属于富含O、Na、Cl、K成分的污垢.3#样品塌角部位边缘呈块状凸起,并存在脆性开裂特征,塌角边缘分布大量凹坑.块状凸起含氧量高,属于富含氧化物的高温熔融产物.样品显微组织均为隐针状回火马氏体+颗粒状碳化物,碳化物半数以上呈条块状.

摘要： 本发明提供安全性高且生产效率优异的粉末冶金用混合粉末的制造方法和制造设备。所述粉末冶金用混合粉末的制造方法具有如下工序：1次混合搅拌工序，使用具备加热机构的第1混合搅拌装置对由铁基粉末、合金用粉末、粘合剂和副原料构成的原料进行混合搅拌；2次混合搅拌工序，使用与上述第1混合搅拌装置不同的具备冷却机构的第2混合搅拌装置对上述1次混合搅拌工序后的上述原料进行混合搅拌；以及3次混合搅拌工序，使用与上述第1混合搅拌装置和第2混合搅拌装置不同的第3混合搅拌装置对上述2次混合搅拌工序后的上述原料进行混合搅拌；在上述1次混合搅拌工序中，上述原料被加热到高于上述粘合剂的熔点Tm的温度T1，在上述2次混合搅拌工序中，上述原料被冷却到低于上述Tm的温度T2。

摘要： 一种粉末冶金用铁基粉末，其包含铁基粉末和复合氧化物粉末，以质量％计，所述复合氧化物包含：15％到30％的Si，9％到18％的Al，3％到6％的B，0.5％到3％的Mg，2％至6％的Ca，0.01％到1％的Sr和45％到55％的O。

摘要： 本发明提供一种能够通过进行如下所述的1次混合搅拌，即：在铁粉中添加从固体润滑剂、切削性改善剂粉及滑动性改善剂粉中选择的1种或2种以上和合金用粉末和粘结剂，得到混合粉末，边将其升温至粘结剂的熔点TM以上的温度TK边搅拌，然后保持在温度TK进行搅拌，进而边从温度TK冷却边搅拌；接着通过进行边冷却得到的混合粉末边搅拌的2次混合搅拌，来低价且有效地利用简便的手段混合而且也可进行表观密度的调整的粉末冶金用原料粉末的混合方法。

摘要： 本发明提供不含昂贵的Ni、易氧化的Cr、Mn、压缩性优异且能够获得烧结态下即具有高强度的烧结部件的粉末冶金用合金钢粉。粉末冶金用合金钢粉具有下述成分组成，其含有Mo：0.5～2.0质量％及Cu：1.0～8.0质量％，余量为Fe及不可避免的杂质，粉末冶金用合金钢粉具有FCC相的体积分率为0.5～10.0％的显微组织。

摘要： 本发明的金属粉末冶金用润滑剂包含含有选自下述通式(1)表示的酰胺系化合物和下述通式(2)表示的酰胺系化合物中的1种以上酰胺系化合物的粒状体，粒径大于198μm的粒子低于1质量％，且粒径10μm以下的粒子为10质量％以下，本发明的金属粉末冶金用润滑剂可不阻碍润滑性而实现低密度和低磨耗值，且提供没有裂纹、缺陷和密度不平衡的生坯体和烧结体。

摘要： 本发明提供安全性高且生产效率优异的粉末冶金用混合粉末的制造方法和制造设备。所述粉末冶金用混合粉末的制造方法具有如下工序：1次混合搅拌工序，使用具备加热机构的第1混合搅拌装置对由铁基粉末、合金用粉末、粘合剂和副原料构成的原料进行混合搅拌；2次混合搅拌工序，使用与上述第1混合搅拌装置不同的具备冷却机构的第2混合搅拌装置对上述1次混合搅拌工序后的上述原料进行混合搅拌；以及3次混合搅拌工序，使用与上述第1混合搅拌装置和第2混合搅拌装置不同的第3混合搅拌装置对上述2次混合搅拌工序后的上述原料进行混合搅拌；在上述1次混合搅拌工序中，上述原料被加热到高于上述粘合剂的熔点Tm的温度T1，在上述2次混合搅拌工序中，上述原料被冷却到低于上述Tm的温度T2。

摘要： 一种粉末冶金用铁基粉末，其包含铁基粉末和复合氧化物粉末，以质量％计，所述复合氧化物包含：15％到30％的Si，9％到18％的Al，3％到6％的B，0.5％到3％的Mg，2％至6％的Ca，0.01％到1％的Sr和45％到55％的O。

摘要： 本发明提供一种能够通过进行如下所述的1次混合搅拌，即：在铁粉中添加从固体润滑剂、切削性改善剂粉及滑动性改善剂粉中选择的1种或2种以上和合金用粉末和粘结剂，得到混合粉末，边将其升温至粘结剂的熔点TM以上的温度TK边搅拌，然后保持在温度TK进行搅拌，进而边从温度TK冷却边搅拌；接着通过进行边冷却得到的混合粉末边搅拌的2次混合搅拌，来低价且有效地利用简便的手段混合而且也可进行表观密度的调整的粉末冶金用原料粉末的混合方法。

摘要： 本发明提供不含昂贵的Ni、易氧化的Cr、Mn、压缩性优异且能够获得烧结态下即具有高强度的烧结部件的粉末冶金用合金钢粉。粉末冶金用合金钢粉具有含有Cu：1.0～8.0质量％且余量为Fe及不可避免的杂质的成分组成，以在构成所述粉末冶金用合金钢粉的粒子中析出的状态存在的Cu的平均直径为10nm以上。

摘要： 本发明提供不含昂贵的Ni、易氧化的Cr、Mn、压缩性优异且能够获得烧结态下即具有高强度的烧结部件的粉末冶金用合金钢粉。粉末冶金用合金钢粉具有下述成分组成，其含有Mo：0.5～2.0质量％及Cu：1.0～8.0质量％，余量为Fe及不可避免的杂质，粉末冶金用合金钢粉具有FCC相的体积分率为0.5～10.0％的显微组织。