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稀有金属材料与工程 2023年第2期52卷 617-622页

作者：宋美慧李岩张煜李艳春张晓臣安德烈·萨莫欣陈卓韩芳明黑龙江省科学院高技术研究院黑龙江哈尔滨150009 俄罗斯科学院冶金与材料研究所俄罗斯莫斯科119991 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司黑龙江哈尔滨150009

采用直流电弧热等离子体对不规则TA1粉末进行球化处理。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、粒度粒形分析仪、霍尔流速计、斯科特容量计及氧氮分析仪等分析测试手段,研究球化工艺对粉末组织形貌、粒度分布、球形度、流动性、松装密度及氧... 详细信息

采用直流电弧热等离子体对不规则TA1粉末进行球化处理。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、粒度粒形分析仪、霍尔流速计、斯科特容量计及氧氮分析仪等分析测试手段,研究球化工艺对粉末组织形貌、粒度分布、球形度、流动性、松装密度及氧含量的影响。结果表明,球化处理可将不规则形状TA1粉末球化为表面附着亚微米颗粒的实心球形;球形粉末内部组织由等轴状α相转变为长条状α相。球化处理使TA1粉末平均粒径和氧含量降低,球形度升高。原料粉末粒度越小、等离子体发生器功率越高,球化后粉末平均粒径越小,球形度越高;但会导致球化后粉末中亚微米颗粒含量增加、粉末流动性变差、松装密度降低;去除亚微米颗粒可以提高粉末流动性,并进一步降低氧含量。

关键词：热等离子体球化钛合金粉末功率球形度松装密度

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两步法制备纳米TiC/GH3536复合粉末组织性能研究

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材料工程 2024年 189-199页

作者：刘佳伟宋美慧李岩张煜李艳春张晓臣安德烈·萨莫欣杨慧敏黑龙江省科学院高技术研究院俄罗斯科学院冶金与材料研究所黑龙江工程学院材料与化学工程学院

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TiCp/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... 详细信息

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TiCp/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TiCp/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TiCp/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/cm3。

关键词：热等离子体球化纳米TiC /GH3536 复合材料微观组织性能

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纳米TiC颗粒增强GH3536复合材料粉体及其选区激光熔化成型

纳米TiC颗粒增强GH3536复合材料粉体及其选区激光熔化成型

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作者：刘佳伟黑龙江省科学院石油化学研究院

学位级别：硕士

本文使用纳米TiC颗粒增强GH3536合金,利用选区激光熔化技术(SLM)成型无裂纹的镍基复合材料。采用机械合金化法(MA)制备出纳米TiC颗粒增强GH3536合金的MA复合粉末,并将其用于SLM成型TiCp/GH3536复合材料,研究了体能量密度(VED)对TiCp/GH3... 详细信息

本文使用纳米TiC颗粒增强GH3536合金,利用选区激光熔化技术(SLM)成型无裂纹的镍基复合材料。采用机械合金化法(MA)制备出纳米TiC颗粒增强GH3536合金的MA复合粉末,并将其用于SLM成型TiCp/GH3536复合材料,研究了体能量密度(VED)对TiCp/GH3536复合材料组织性能的影响。对SLM过程废弃的不规则MA复合粉末进行热等离子体球化处理(TPS),获得MA+TPS复合粉末。将MA+TPS复合粉末用于SLM成型TiCp/GH3536-2复合材料,探究粉末回收再利用的可行性。得到以下结论:采用球磨机转速200 r/min、球料比5:1、球磨时间5 h的工艺制备的复合粉末,纳米TiC颗粒均匀分布于粉末表面,复合粉末球形度为0.965,平均粒度29.58μm,流动性18.6 s/50g,松装密度4.22 g/cm。TPS回收处理后的MA+TPS复合粉末球形度达0.965,平均粒径33.65μm,流动性16.1 s/50g,松装密度4.184 g/cm。MA+TPS复合粉末表面存在一层平均粒径为183.27 nm的核壳结构亚微米颗粒,纳米TiC颗粒均匀分布于基体合金的晶粒内部。随等离子体功率提高,复合粉末粒径减小、表面亚微米颗粒数量增多。去除亚微米颗粒后,MA+TPS复合粉末各项性能均提高。由此说明,TPS处理可用于SLM过程废弃粉末的整形处理。将MA复合粉末用于SLM成型TiCp/GH3536复合材料,其不同方向均存在立方织构(100),引入纳米TiC颗粒后,基体GH3536合金内部回复再结晶组织增多是位错密度降低及微裂纹消除的主要原因。TiC陶瓷相与MC型碳化物是TiCp/GH3536复合材料内部主要强化相,两者同GH3536基体界面结合良好,皆为无反应物的非共格界面。TiCp/GH3536复合材料的致密度、抗拉强度和屈服强度均随VED升高,先增加后减小。复合材料致密度最高可达99.96%;抗拉强度和屈服强度最高分别为1137.2 MPa及900.6 MPa。TiCp/GH3536复合材料在0～500℃范围内的伸长率、热扩散率、热膨胀系数皆呈线性增长关系;相同温度下,复合材料的瞬间热膨胀系数和热扩散率随VED提高而增大。将TPS处理的MA+TPS复合粉末用于SLM成型TiCp/GH3536-2复合材料,其内部无微裂纹及纳米TiC颗粒团簇,但存在组织及性能各向异性。TiC陶瓷相、MC型碳化物与GH3536基体形成结合良好的非共格界面,MC型碳化物内部存在层错堆垛,沿(111)面产生多次孪晶。TiCp/GH3536-2复合材料的抗拉强度为1022.5 MPa,屈服强度为799.8 MPa,与TiCp/GH3536复合材料的性能相近。由此说明,TPS处理的MA+TPS复合粉末可用于SLM成型技术,节约大量成本。

关键词：颗粒增强镍基复合材料选区激光熔化热等离子体球化微观组织力学性能

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