上海交通大学：《材料制备新技术（专业硕士课程）》教学资源_研究生-粉末冶金课件_第四章 特殊成形（特压）

采用粉末冶金法制备出成分为Fe-12.5Cr-2.5W-0.4Ti-0.02V-0.4Y2O3(12Cr-ODS,质量分数,%)的铁素体钢.通过电镜观察及力学性能测试等手段研究了12Cr-ODS铁素体钢的组织与性能,并定量计算了不同强化机制对合金屈服强度的贡献.电镜观察发现12Cr-ODS钢为等轴的铁素体组织,平均晶粒尺寸为1.5μm,不同尺寸氧化物在基体中均匀分布.力学性能测试结果表明12Cr-ODS钢具有优异的室温拉伸性能,屈服强度达到738 MPa.合金主要强化机制为氧化物弥散强化、氧化物弥散强化钢加工强化、热错配位错强化和晶界强化机制,各种强化机制计算得到的理论屈服强度为750 MPa,与实测值吻合较好

通过气体雾化技术研究了Cu100-XFeX(X=15,20,30和40)合金的凝固行为.考虑少量相液滴形核、扩散长大、空间迁移、凝固界面与液滴间的相互作用以及体积分数等共同影响因素,建立了能描述该类合金凝固组织演变动力学模型.将数学模型与雾化液滴飞行过程中运动、传热和传质的控制方程相耦合,给出了数值求解方法,模拟计算了Cu基亚稳难混溶合金液-液相分离过程.结果表明:富Fe粒子的平均尺寸随着Fe含量的增加而增大;少量相液滴形核发生在基体熔体过饱和度峰值附近;随着冷却速度的增大,雾化液滴中少量相液滴的形核率增大,但平均半径减小;少量相液滴在Marangoni迁移和与固/液界面相互排斥共同作用下,向雾化液滴中心迁移,使雾化粉末最终形成壳型组织结构

对比研究了FGH95合金在不同热加工工艺和热处理制度下合金的组织及γ'的分布,用光学显微镜、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了不同热处理制度处理后合金的组织及时效后γ'的中心暗场相,测试了室温(20℃)和高温(650℃)材料的拉伸性能,并对高温瞬时断裂区断口进行了对比分析.结果表明:相同热处理工艺,HIP温度越高,时效析出的γ'相尺寸越大;不同热处理制度均能够改变γ'的分布;盐浴冷却明显增大中等尺寸γ'相数量,显著提高合金高温塑性

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,Si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量

利用材料相图计算和材料性能模拟软件JMatPro,计算了粉末高温合金FGH97热力学平衡相及相组成,研究了不同Hf含量对平衡相和相组成的影响,并结合物理化学相分析实验和显微组织观察进行了验证分析,进而揭示FGH97合金在750℃下各相析出和Hf在相间分配的规律,认清Hf在FGH97合金的作用.结果表明:FGH97合金在750℃下的平衡相包括γ、γ'、MC、M23C6、M3B2和μ相,Hf主要存在于γ'和MC相中,并且随着Hf含量的增大,Hf在γ'和MC相中分配不同

采用机械合金化方法制备SiCp/Al复合材料粉末,以喷涂方式成形,对不同喷涂方式得到的涂层的显微结构进行对比,并着重对爆炸喷涂所获得的独特组织结构-Al2O3非晶相和弥散分布的SiCp,进行了观察和分析

利用MTS材料试验机等研究了固定模与辊模拉拔药芯焊丝的变形特点和工艺特点,给出了变形参数、力能参数、粉末流动等实验结果.结果认为,辊模拉拔具有良好的成型性和较低拉拔力的变形分配条件

研究了用高速压制技术制备的纳米铜粉增强铁基合金制品的性能.在保持原料中铜粉总质量分数1.5%不变的情况下,将部分或全部微米级铜粉替换成纳米级铜粉,并通过高速压制技术制备了七种纳米铜粉质量分数分别为0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%和1.50%的铁基合金制品试样,随后压坯于1150℃下烧结2h.研究发现铁基合金烧结制品的组织和性能得到改善,且尺寸精度得到有效控制.当纳米铜质量分数为0.75%时,烧结态合金的抗拉强度和硬度分别达到720.6MPa和94.7HRB.纳米铜质量分数为0.25%-1.5%时,所得试样的轴向和径向收缩率分别在0.4%-0.7%和-0.09%~-0.23%之间

采用煤油做试剂、在160~180℃的热分解反应温度下,通过羰基铁的热分解合成单分散性的铁纳米粉末.合成的纳米铁微粒随着反应初始物羰基铁的浓度从0.296mol/L(加入量3.6mL)增加到0.444mol/L(加入量5.4mL)时,其平均尺寸从11.2nm减小到8.6nm,而且它们的形状都是球形.合成的纳米铁微粒通过高分辨率的电子显微镜显示出无定形结构,其表面很容易氧化成尖晶石的四氧化三铁结构