摘要:为解决40CrNiMo钢在保持其良好淬透性的同时添加镍所带来的高成本问题,提出了通过钒(V)微合金化降低镍含量的技术方案,旨在保持优异淬透性的同时实现成本控制。采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等对试验钢的原奥氏体晶粒和微观组织进行表征,通过连续冷却转变(CCT)曲线测定和端淬试验分析了所开发的40CrNiMoV钢与40CrNiMo钢的淬透性差异,并探讨镍替代原理。结果表明:V微合金化降低了40CrNiMo钢获得全马氏体组织的临界冷却速度,当冷速为10℃/s时,40CrNiMoV钢组织为全马氏体,而40CrNiMo钢中仍存在部分贝氏体;V对淬透性的改善与奥氏体化温度有关,在850℃奥氏体化时,未溶MC型碳化物的存在及晶粒细化导致合金元素固溶量不足,淬透性提升有限;而奥氏体化温度为870和900℃时,40CrNiMoV钢组织中碳化物完全溶解且晶粒适度粗化,表现出了更好淬透性;定
阅读更多摘要:对钽粉降氧出炉后的表面物料及内部物料酸洗后的各项性能进行了比较分析,重点分析了钽粉表面与内部物料酸洗后物料性能、化学性能、电性能的变化。研究表明降氧过程表面物料的松装密度、费氏粒径较内部物料的费氏粒径、松装密度偏大,表面物料的杂质含量及漏电流明显高于内部物料。电容器级钽粉主要用于制作钽电解电容器的阳极材料。由于钽金属表面能形成致密稳定、介电强度高的无定形氧化薄膜,且在酸性电解液中能施加不同的电压使其形成厚薄可控的样机氧化膜,所以特别适合制备小型大容量、高可靠电容器。广泛应用于航空航天,通讯设备等领域中[1-7],对于钽粉本身而言,提高容量就要求钽粉具有更小的原始粒子,更大的比表面积,更高的氧含量,但氧含量过高特别是在与有氧介质接触的过程中增加的氧含量存在于钽金属的表面,成为阳极氧化膜的晶点,导致漏电流增加、闪火电压降低;另一方面,颗粒更细的钽粉在制造电容器时会出现阳极通道狭窄的现象[
阅读更多摘要:针对金属钛合金丝材3D打印过程中的热分配问题,文中提出焦耳热预热与熔融热的协同优化机制。基于ANSYS瞬态热力学模型,系统分析了不同激光功率(1~10kW)下温度场演变规律及其对应力应变场的影响。结果表明:预热温度(1638℃)与熔融热分配比是控制成形质量的核心参数;当激光功率为3kW(预热∕熔融热配比≈1∶1)时,钛合金丝材达到理想熔融温度(1638℃),成形件综合性能最优。该配比显著降低热积累效应,残余应力分布均匀且形变最小(总形变量5.75×10-5mm),为高精度钛合金增材制造提供理论依据。0 引言钛合金增材制造技术因其在复杂构件成形方面的独特优势,已成为航空航天、生物医疗等领域的关键制造工艺[1-2]。与传统减材制造不同,该技术通过逐层熔融沉积钛合金丝材实现近净成形,其中焦耳热分配控制直接影响熔池稳定性与成形质量[3]。当前研究面临的核心挑战在于:预热不足导致层间结合力弱化
阅读更多钽钨基合金在继承纯钽优异性能的基础上,通过固溶强化显著提升了力学性能[1]。钨(W)原子固溶在钽的体心立方(BCC)晶格中,造成严重的晶格畸变,极大地提高了位错运动的阻力,从而使合金的室温和高温屈服强度、抗拉强度明显提升[2]。其中Ta-10W合金具有很好的高温力学性能、延展性、耐腐蚀性能以及耐冲击性能[3]。与许多脆性的难熔金属合金不同,高钨钽基合金在室温下仍具备一定的塑性,可以进行锻造、轧制、拉拔等塑性加工,且在超高温下仍保持极高的强度保留率和优异的抗蠕变性能[4]。添加W会提高合金的韧脆转变温度,这意味着高钨钽合金在室温下更易变脆。氧(O)在钽中有一定的固溶度,它会强烈地位错钉扎,导致屈服强度急剧升高,同时使材料失去塑性,表现为室温脆性[5]。较低含量即可让钽合金从韧性断裂变为脆性断裂;与O类似,氮(N)作为间隙原子固溶在钽晶格中,也会强烈提高强度和硬度,但同时导致严重的室温脆化[6
阅读更多1. 引言近年来,随着 3D 打印技术的不断发展,粉末冶金领域越来越受到人们的关注。尽人皆知, 在自然界所有单质和化合物中,铬(Cr)及其化合物是硬度较高的金属材料之一,以其良好的化学稳定性、抗高温性能和摩擦系数小等特点[1],常被应用于冶金、化工、电镀、制药、纺织等行业[2~7]。而由金属铬及氧化物通过机械法所研磨成的粉末可用作耐光、耐热的涂料, 也可用作磨料、玻璃、陶瓷的着色剂、电镀、渗铬等表面处理工艺中[8, 9]。目前,常规的制粉技术生产出来的粉末一般条状、块状等,其形状极为不规则,从而导致粉末的流动性差及其粉末制品的致密度低等缺点,尤其对于粒径较小的粉末来讲一般存在团聚现象,粉末的分散性差,进而阻碍了其大规模的应用。为了提高粉末的流动性和改善粉末的团聚问题,较为行之有效的方法是将形状不规则的粉末变为球形粉末,这是因为球形粉末具有普通粉末无法替代的的特殊性能,如良好的流动性和高的
阅读更多1 序言Ti65钛合金是在Ti60钛合金基础上研制的一种近α型高温钛合金[1],具备优异的高温强度、抗蠕变性及耐腐蚀性能,在约650℃长期服役条件下仍能保持性能稳定,广泛应用于航空发动机叶片等高温构件[2]。Nb521铌合金是目前使用最为广泛的高温铌合金,具有高熔点(约2480℃)、良好的塑性及优异的高温结构稳定性,同时加工成形较好,因此常用于航空航天发动机、武器推进装置、火箭与导弹双组元液体发动机及核反应堆等关键部件的制造[3-5]。Ti65钛合金具备高比强度和显著的轻量化优势,而Nb521铌合金具有优异的高温性能,二者在高超声速飞行器热防护结构中的协同应用,有望在满足结构减重需求的同时保证极端高温条件下的可靠服役,因而具有重要的工程应用价值。钎焊因加热温度低、残余应力小且适合异种材料连接,被广泛用于高温钛合金与难熔金属的连接。已有研究围绕Nb基合金的钎焊开展了大量探索,SU等[6]采用
阅读更多摘要:作为增材制造领域的重要分支,金属3D打印技术以其独特的制造方式和显著优势在制造业及其他诸多行业获得了广阔的应用前景,为制造复杂零件提供了创新性的方案。首先对金属3D打印进行了基础介绍;然后介绍了选择性激光熔化(SLM)、电子束熔化成形(EBM)与激光近净成形(LENS)的技术特点与应用现状,并对这些技术未来的发展趋势进行了探讨;最后对几种技术以及金属3D打印未来的发展进行了展望。引言3D打印(ThreeDimensionPrint)是一种一体化快速制造技术,通过预先对目标物体进行三维建模,将三维模型逐层切片得到二维轮廓数据,用3D打印设备逐层堆积材料生产出三维零部件[1]。与传统方法相比,增材制造优势突出,如材料利用率高、设计自由度高、可对复杂零部件一体化设计制造等[2]。金属3D打印是目前技术成果最密集、应用前景最好的3D打印技术之一,主要用于设计制造复杂、定制化程度高的零部件,目
阅读更多钨铼合金制备及应用铼在钨中溶解形成的具有体心立方的固溶强化钨铼合金具备一系列优良性能,如高熔点、高强度、高硬度、高塑性、高再结晶温度、高电阻率、低蒸气压、低电子逸出功和低韧脆转变温度等,是目前钨基合金中综合性能较为优异的材料。自Geach和Hughes¹¹在1955年首次发表在钨中添加铼能改善延性的研究结果之后,钨铼合金受到了极大重视并得到了飞速发展,现已广泛应用于热电偶、电真空技术、电接点材料,在核聚变反应堆中面向等离子体材料的第一壁上的应用也取得了一定的进展2。钨铼合金的制备分为粉末冶金法和熔炼法,由于粉末冶金法制备的合金成品率高、成本低,所以目前主要采用粉末冶金法来生产钨铼合金。钨铼合金粉末冶金工艺流程为:预合金粉制备→压坯→烧结→压力加工。这一过程印协世³已经作了较为详细的介绍,但是制备过程中关于不同铼含量下混料方式的选择、还原温度和保温时间对合金坯条的影响并没有详细的描述。宋琳、
阅读更多Ti-6Al-4V(TC4)作为一种稳定的(α+β)双相钛合金[1],凭借其优异的耐蚀性与生物相容性[2-3],已在航空航天和生物医用领域获得广泛应用[4]。然而,该合金存在的固有缺陷如低硬度、耐磨性差及导热性不足等问题[5-7],严重制约了其工程应用范围。特别是在复杂工况条件下,材料体系需要同时满足高硬度、高强度与优异耐磨性能的协同需求,这对传统钛合金提出了重大挑战。通常采用表面技术对钛合金进行强化处理[8]。激光熔覆技术凭借高能量密度、超快冷却速率及冶金结合特性[9-10],其制备的涂层与基体结合度更高、热影响区更小、组织均匀、晶粒细小且厚度可控[11],该技术能够降低成本,提高效益,在石油化工、航空航天、船舶制造等行业得到了广泛应用[12],成为实现钛合金表面强化的有效手段。难熔高熵合金(RefractoryHigh-EntropyAlloys,R HEAs)通过多主元难熔金属(如M
阅读更多钽是一种高温难熔金属,它的冶炼通常采用以下工艺:首先将化合物还原成金属粉末,然后经过提纯、烧结、调整性能,从而制作成满足不同使用要求的钽粉 。 如果钽粉是用于加工成棒、板、片、管、丝以及其它钽制 品加 工材,则通常被称为冶金级钽粉。冶金级钽粉因钽金属的不同性能优势应用在不同的领域 。 由于钽具有高熔 点和低蒸气压,因此应用于航空航天、国防、高温真空炉 中 的发热部件、舟皿和保温材料;钽对于液态金属和除氢氟酸外的强酸具有优异的抗腐蚀能力,并且具有良好的导热性和化学稳定性,还应用于化工和冶金等领域中的防腐材料;钽具有强的抗电子应力迁移能力,因此也可用于制造集成电路中铜线和硅之间的阻挡层;另外,由于钽和/或铌具有良好的生物相容性,因此通常可用于医疗领域中作为手 术缝合 线、定制假肢、椎 间 融合器、人工关节、骨伤修复材料等等。3D 打印医用人体植入金属骨骼是近几年发展起来的新医疗技术,由于钽及其
阅读更多高比重钨合金是一类以钨为基体,加入少量过渡族元素如镍、铁、铜、钴、铬等作为黏结相的合金[1-3],因其具有高密度、高熔点、高强度以及一定的射线屏蔽能力,目前广泛应用于动能穿甲弹、战斗部破片等军事领域以及航空航天、核工业领域[4-6]。工业使用的钨合金主要为W-Ni-Cu和W-Ni-Fe两大类[7],与W-Ni-Cu相比,W-Ni-Fe具备更高的密度、抗拉强度和抗腐蚀性,因此在军事武器、航空航天以及核工业材料上应用更加广泛[8-9]。钨合金作为一种高熔点、高脆性、高力学性能的材料,较早成形钨合金的工艺是液相烧结(liquidphasesintering,LPS),但该工艺难以实现复杂几何形状的制备[10],且制备的成形件可能存在密度不均匀、表面质量有限、稳定性较差等不足[11],不能实现复杂部件成形需求,而粉末挤压和粉末注射成形则可实现复杂结构成形,但在成形过程中需要加入成形剂,成形剂的加入
阅读更多Ta10W 合金是一种高密度 、高熔点 、高强度的超高温结构材料,在 2000 ℃下抗拉强度仍达到 120 MPa 以 上 ,且 具 有 良 好 的 塑 性 、可 焊 性 ,适 用 于 高温、高压等工作环境[1-2]。采用该合金制造的零部件已经在带有高温 、高压工作环境的航空航天领域中得到了重要应用,比如宇宙飞船上的燃烧室、导弹发动机鼻椎、喷嘴(喷管)、排气管及其它重要部件[3-4] 。然而,这些部件都具有尺寸小和几何形状复杂的特点,实际生产中仍存在加工难度大、成型时间长、成本极高 等 技 术 问 题 [5] 。 激 光 选 区 熔 化 (selective laser melting,SLM) 是在原有选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS) 技术的基础上发展起来的一种金属 3D 打印技术 ,具有高尺寸精度 、高利用率 、低粗糙度等优点 ,并且在复杂
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