中文名 | 粉末冶金彌散強(qiáng)化合金添加概述 | 外文名 | dispersion strengthened alloys made by powder metallurgy |
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類????型 | 金屬材料 | 屬????性 | 不溶于基體金屬的超細(xì)第二相 |
彌散強(qiáng)化的實(shí)質(zhì)是利用彌散的超細(xì)微粒阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng),從而提高材料在高溫下的力學(xué)性能。為此,對(duì)彌散強(qiáng)化微粒有如下要求:微粒尺寸要盡可能小(0.01~ 0.05μm),微粒的間距要達(dá)到最佳程度(0.1~0.5μm),在基體中分布要均勻;此外,微粒與基體金屬不相互作用,在高溫下微粒相互集聚的傾向性要小。這樣就能使材料在直至接近熔點(diǎn)的高溫下,即采用合金化和熱處理已難起強(qiáng)化作用的情況下,仍能保持一定強(qiáng)度。彌散強(qiáng)化相含量一般小于 10%。應(yīng)用較多的是Al2O3、ThO2、ZrO2、Y2O3、BeO、PbO、Be2C、HfN、ZrN等。在彌散強(qiáng)化合金中,已投入工業(yè)性生產(chǎn)的有Al、Ni、W、Be、Cu、Pb等金屬和合金,
制取彌散強(qiáng)化合金粉末的方法主要有表面氧化法、內(nèi)氧化法、化學(xué)共沉淀選擇還原法和機(jī)械合金化法等。
是利用某些活性金屬粉末能在顆粒表面形成很薄的難熔氧化物膜,如鋁的氧化膜約厚達(dá)100┱。一般采用空氣霧化制粉。為破碎氧化膜和增加新氧化表面,還需進(jìn)行機(jī)械研磨。通常成形工藝中采用熱變形加工以有利于進(jìn)一步破碎氧化膜和金屬顆粒間的燒結(jié)。
是利用合金中某些活性溶質(zhì)元素的選擇氧化,控制溫度、時(shí)間、氧分壓等工藝參數(shù)可獲得強(qiáng)化相彌散均勻的材料。彌散強(qiáng)化Cu-Al2O3合金主要用此法生產(chǎn)。采用霧化Cu-Al合金粉末,用CuO粉作為氧源,約在875℃進(jìn)行內(nèi)氧化。粉末裝入Cu包套中約在925℃下擠壓成材。美國(guó)生產(chǎn)的Cu-Al2O3合金的性能見圖。室溫導(dǎo)電性均大于80%IACS(相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)退火銅線的電導(dǎo)率)。
彌散強(qiáng)化銅由于具有較好的高溫強(qiáng)度和導(dǎo)電性,主要用于電阻焊電極、白熾燈引線、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子繞組、管式熱交換器及部分電真空器件。
化學(xué)共沉淀選擇還原法 是將基體金屬與彌散強(qiáng)化相組元如Ni和Th或Ni與Hf的鹽溶液或氧化物溶膠,用沉淀劑使它們共沉淀,并熱解得到極均勻的混合氧化物,再用H2還原,就得到在被還原的基體金屬中均勻彌散的難熔氧化物微粒(Al2O3、MgO、ThO2、HfO2、ZrO2)。用此方法可制取TD-Ni、Cu-Al2O3等。
一般機(jī)械研磨法作為破碎手段制取超細(xì)微粒已不適應(yīng)彌散強(qiáng)化合金的發(fā)展要求。但機(jī)械合金化方法在氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金(見粉末冶金高溫合金)制取方面顯示了其優(yōu)越性。
通過上述方法制取的復(fù)合粉末可經(jīng)壓制成形,燒結(jié)成坯料,再熱塑性加工成材,也可直接經(jīng)包套熱成形(熱等靜壓、熱擠壓等)而成為致密程度很高的坯材。熱加工后經(jīng)二次再結(jié)晶,使擠壓、軋制材的晶粒長(zhǎng)大,可進(jìn)一步提高高溫下的強(qiáng)度。大多數(shù)再結(jié)晶后顯微組織呈密集的退火孿晶,這種組織可阻緩材料裂紋擴(kuò)展,增加斷裂壽命。
dispersion strengthened alloys made by powder metallurgy
1916年在德國(guó)首先制造出用二氧化釷強(qiáng)化的鎢絲,1919年這種鎢絲在美國(guó)工業(yè)中開始應(yīng)用。1946年出現(xiàn)了燒結(jié)鋁(SAP)。1962年制成鎳-二氧化釷合金 (TD-Ni)。1970年發(fā)明機(jī)械合金化方法,使彌散強(qiáng)化合金獲得較大進(jìn)展,研制出用彌散強(qiáng)化和時(shí)效硬化或固溶強(qiáng)化方法結(jié)合起來制成的一系列用于高溫的合金(機(jī)械合金化合金)。應(yīng)用的彌散強(qiáng)化合金約20多種。中國(guó)從50年代開始研制彌散強(qiáng)化合金以來,已研制出以鋁、銅、鎳等為基體的彌散強(qiáng)化合金。
《粉末冶金》是冶煉超硬度、難以加工的硬質(zhì)合金的方法。一般硬質(zhì)合金切割刀頭都用這種方法。是把超硬合金粉末放入成型模具再燒結(jié)成型。硬度高,韌性低,不容易加工!《鑄鐵》是含碳大于2.1%的鐵碳合金,它是將鑄...
粉末冶金檢測(cè)設(shè)備有很多,常規(guī)的千分尺,百分表,投影儀和三坐標(biāo)什么的是每家公司必備的,還有一些光學(xué)篩選機(jī),這個(gè)是最近剛在這個(gè)行業(yè)興起的新的檢測(cè)設(shè)備,可以檢測(cè)粉末冶金的尺寸和外觀缺陷。
粉末冶金材料和制品的今后發(fā)展方向:1、有代表性的鐵基合金,將向大體積的精密制品,高質(zhì)量的結(jié)構(gòu)零部件發(fā)展。2、制造具有均勻顯微組織結(jié)構(gòu)的、加工困難而完全致密的高性能合金。3、用增強(qiáng)致密化過程來制造一般含...
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粉末冶金技術(shù)論文 專業(yè)年級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 中國(guó)石油大學(xué) 2012-6-12 粉末冶金技術(shù) XXX (09 級(jí)材料三班) 摘要:粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成 形和燒結(jié),制造金屬材料、復(fù)合以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地 方,因此,一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。粉末冶金材料是指用幾種金屬粉末或 金屬與非金屬粉末作原料,通過配料、壓制成形、燒結(jié)等工藝過程而制成的材料。這種工藝過程成 為粉末冶金法,是一種不同于熔煉和鑄造的方法。其生產(chǎn)過程與陶瓷制品相類似,所以又稱金屬陶 瓷法。粉末冶金法不僅是制取具有某些特殊性能材料的方法, 也是一種無切削或少切削的加工方法。 它具有生產(chǎn)率高、材料利用率高、節(jié)省機(jī)床和生產(chǎn)占地面積等優(yōu)點(diǎn)。但金屬粉末和模具費(fèi)用高,制 品大小和形狀受到一定限制,制品的韌性較差。粉末冶金法常用
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工具鋼 耐磨工具鋼 工具鋼( Tool steel ),是用以制造切削 刀具、量具、模具和耐磨工具的鋼。工具鋼 具有較高的 硬度和在高溫下能保持高硬度得 紅硬性,以及高的耐磨性和適當(dāng)?shù)?韌性。 工具鋼一般分為 碳素工具鋼 、合金工具鋼和 高速工具鋼 。 碳素工具鋼 一、生產(chǎn)品種 熱軋棒材 圓鋼直徑或方鋼邊長(zhǎng) 8mm-80mm 鍛制棒材 圓鋼直徑或方鋼邊長(zhǎng) 50mm-150mm 冷拉棒材圓鋼直徑 8mm-40mm 熱軋鋼板 厚度 0.7mm-15mm 冷拉鋼帶厚度 0.10mm-3.60mm 冷拉鋼絲圓鋼絲直徑 0.050mm-16mm 熱軋扁鋼 厚度 *寬度 3mm-30mm*(10、12、14、16、18、 20、22、25、28、 30、32、35、38、40、45、50、 55、60、65、90、100、 160)mm 鍛制扁鋼 厚度 *寬度 10mm-6
在金屬和合金粉末中添加少量的難熔氧化物(如氧化釔等),通過高能磨球作用使其機(jī)械合金化,以獲得含有彌散細(xì)小氧化物質(zhì)點(diǎn)的高溫合金粉末,再經(jīng)壓制、燒結(jié)、擠壓或軋制成棒材或板材,經(jīng)焊接、熱處理、機(jī)械加工即可制成燃燒室或渦輪葉片。與普通高溫合金相比,彌散強(qiáng)化合金在 850以下時(shí)主要靠金屬間化合物如鎳3(鋁、鈦)起強(qiáng)化作用,具有高溫合金的特性;而在850°C以上時(shí),彌散細(xì)小的氧化物十分穩(wěn)定,因彌散強(qiáng)化作用在1200°C以下的拉伸強(qiáng)度變化不大,并具有較高的持久強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度以及抗氧化和抗熱腐蝕的能力,可用于制造在1100°C下使用的渦輪葉片和在1200°C下使用的導(dǎo)向葉片。
氧化物彌散強(qiáng)化鎳基高溫合金,屬于金屬材料,材料科學(xué)技術(shù)名詞。
氮化鋁彌散強(qiáng)化鋼又稱IN鋼,利用細(xì)小氮化鋁(AI含量在0.01-0.07%范圍內(nèi))顆粒的彌散析出來提高強(qiáng)度和韌性的鋼種 。