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文章快速检索     高级检索 粉末冶金工业   2021年 31卷 05期 刊出日期：2021-10-10 中国钢研科技集团粉末冶金技术信息推广及成果展示平台专栏 研究与开发 评述与进展 革新与交流 专家论坛 专家论坛 1 王建忠，王昊，杨坤，黄愿平 多孔Ni-Al 系金属间化合物制备技术研究进展 Hot! Ni-Al 系金属间化合物具有低密度、良好的导热性、优良的高温力学性能以及抗高温氧化性能等特性 引起了研究人员的广泛关注，期待作为高温结构材料替代传统不锈钢和镍基高温合金。多孔Ni-Al 金属间化 合物由于具有孔隙结构，赋予了传统Ni-Al 系化合物更多的功能特性以及轻量化特点，利用其孔隙特性可用 做高温氧化环境以及酸碱腐蚀条件下的过滤材料或催化剂材料。基于原料形式与制备工艺的差异，本文将多 孔Ni-Al 系金属间化合物的制备方法分为3 大类：粉末冶金法（反应合成法、燃烧合成法）、化学脱合金法和定 向凝固法，分析了各制备技术的特点及其孔隙构筑方式，展望了未来的发展趋势，期望将多种制备技术相结合 拓展其应用领域并满足工程化需求。 2021 Vol. 31 (05): 1-10 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 研究与开发 11 孔水龙，石磊，厉峰，金莹，翁子清，史金光 真空气雾化制备18Ni300 马氏体时效钢粉末及其组织变化 Hot! 采用真空气雾化法制备18Ni300 马氏体时效钢粉末，采用激光粒度仪、扫描电镜（SEM）和X射线衍射 分析仪（XRD）对粉末的粒径分布、形貌、显微组织和相组成进行分析。结果表明：制备的18Ni300 马氏体时效 钢粉末粒度呈正态分布，中位径D50为74.22 μm，其中粒度小于45 μm的粉末占比为28.6%，粉末呈球形或近球 形。随着粉末粒径的增大，表面形貌变差，出现卫星球颗粒等不规则形状，并在粉末内部出现中心孔洞。小于 45 μm的粉末内部组织主要为胞状晶，随着粒径的增大，出现树枝晶并与胞状晶共存，一次晶轴宽度和二次枝 晶臂间距也随之增大，在大颗粒粉末中出现放射状二次枝晶；粉末的物相组成主要为体心立方的马氏体(α) 相，没有Ni3X等强化相的衍射峰存在。 2021 Vol. 31 (05): 11-15 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 16 王凌浩，伍先明，莫玉梅 W-20Cu复合材料热变形行为及本构关系 Hot! 通过热模拟压缩试验研究了W-20Cu复合材料在应变速率为0.01~5 s-1、温度为850~1 000 ℃时的高温 热变形行为。采用扫描电镜对材料压缩变形后的显微组织进行了观察和研究。结果表明：W-20Cu复合材料 具有较高的应变速率强化效应和温度软化效应；热变形加工理想条件为900~950 ℃，应变速率不大于1 s-1；材 料热变形过程中，具有明显的条状Cu聚集现象，促使材料更致密，且高温、低应变速率致密效果更显著。利用 试验数据，建立材料的Arrhennius 本构方程，并对方程参数进行真应变的多项式函数关系修正与拟合，通过对 比分析，修正后的本构方程能很好描述材料高温变形行为。 2021 Vol. 31 (05): 16-21 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 22 朱强，黄美棋，钱海辉，丁福生，吕红明 矿山自卸车粉末冶金刹车片模态特性及影响因素分析 Hot! 为提高摩擦材料的使用寿命，粉末冶金正在取代传统的树脂基复合材料，应用于大型交通工具和工 业装备的制动装置，但是由于制动装置零件模态特性的不匹配，导致出现制动噪声问题，极大地限制了粉末冶 金刹车片的广泛使用。本文以某型重载矿山自卸车采用的粉末冶金刹车片为对象，先应用Abaqus 软件进行 三维建模和有限元模态分析，得到其前8 阶自由模态频率和振型，并通过锤击试验进行验证；然后对其约束模 态特性进行有限元分析，仿真表明刹车片约束模态的各阶频率和振型与自由模态有显著区别；进一步从摩擦 块的弹性模量、厚度、开槽数量以及背板厚度等方面，分析了粉末冶金刹车片约束模态特性的关键影响因素， 为低噪声粉末冶金刹车片的产品设计提供了依据。 2021 Vol. 31 (05): 22-26 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 27 周伟星，彭景光，陈迪 汽车侧门拉线托架总成的增材制造工艺开发 Hot! 本文以某车型的后侧门执行器拉线导向装置托架总成为研究对象，结合增材制造技术的特点，开发 了托架总成的制造工艺，其中包括了材料选择、结构优化、模型处理和工艺参数设置等方面，最终制造出的零 件满足了尺寸精度和机械强度要求。研究发现，选择替代材料玻璃微珠增强PA12、模型卡扣配合结构优化和 工艺参数合理设置是工艺过程的关键步骤。最后通过成本分析说明了增材制造技术在汽车售后配件再制造 领域具有一定的成本优势。 2021 Vol. 31 (05): 27-32 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 33 盛晓晨，孟佳，严彪，乐军 Mo元素的掺杂对Ta-10W合金用Si-Ti-Hf涂层高温抗氧化性 能的影响 Hot! 本文为解决钽钨合金（Ta-10W）在500 ℃时出现“pest”氧化现象的问题，采用料浆熔烧法在钽钨合金 （Ta-10W）表面制备高温抗氧化涂层，通过在Si-Ti-Hf 料浆中掺杂Mo元素对涂层进行改性，调整了涂层的热 膨胀系数，制备出更均匀致密平整的涂层。研究掺杂不同含量的Mo元素对涂层高温抗氧化性能的影响：Mo 元素掺杂越多，涂层的热膨胀系数与基材越接近，涂层的微裂纹越少，抗氧化性能越优异；而与此同时，涂层中 形成的MoSi2含量也越高，氧化成气态的MoO3含量也更多，不利于涂层的高温抗氧化性能；当掺杂2%Mo元 素时，涂层的高温抗氧化性能最优并分析涂层的抗氧化及失效机理。 2021 Vol. 31 (05): 33-39 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 40 刘新宇1，2，周武平1，熊宁2，3，杜仲2，3，张保红2， 钛合金基体YSZ复合热障涂层微观结构与热震性能研究 Hot! 在钛合金表面制备热障涂层，提高钛合金使用温度上限，对于其在航空航天领域的应用尤为重要。 本文采用大气等离子喷涂方式，在TA15 钛合金表面制备了3 种不同结构的热障涂层，研究了涂层热震前 后的相结构、微观组织，对比了涂层的热震寿命，分析了其失效机理。研究结果表明，喷涂态涂层为T’相 (c/( 2 a)≤1.01)，热震后涂层未发生相变，GYYSZ/8YSZ复合热障涂层热震寿命比单层8YSZ涂层高2.6 倍，比 单层GYYSZ高3 倍，热膨胀系数不匹配、涂层较低的抗拉强度和钛合金表面氧化物的生成是涂层失效的主要 原因。 2021 Vol. 31 (05): 40-47 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 48 温禄，周强，魏世超，罗莉，潘锡翔 CeO2对铁基金刚石工具胎体性能的影响 Hot! 在铁基预合金粉中加入不同含量的CeO2粉末，采用热压烧结法制备金刚石工具胎体，对烧结胎体试 样的微观组织和机械性能进行表征与检测。结果表明：相同工艺条件下，胎体硬度、抗弯强度与其致密度相关 性很高，当CeO2的质量分数为0.5%时，烧结胎体出现了CuNi2Sn 相，此时综合力学性能最好，致密度达到最 高0.958 4 ，硬度达到最高值320.75HV0.3，比未添加CeO2 的增加了16.83%，抗弯强度此时也达到最高值 1 515 MPa，胎体断口韧窝变深，晶界明显，断裂方式以沿晶断裂为主，晶内和晶界处分布着CeO2颗粒，胎体内 部的空隙球化、圆化明显，对胎体合金起到弥散强化作用。 2021 Vol. 31 (05): 48-53 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 54 张小红，孙上清，王政然，胡连喜 粉末冶金法制备SiCp/Cu复合材料及组织性能研究 Hot! 以高纯SiC 粉、Cu粉为原料，通过机械球磨、真空热压烧结制备SiC 颗粒弥散强化铜基（SiCp/Cu）复合 材料。采用SEM、XRD等方法，研究了球磨粉末形貌、粒度及成分均匀性的变化规律，同时研究了真空热压烧 结SiCp/Cu 复合材料微观组织、力学性能和物理性能。结果表明：球磨转速为250 r/min、球料比为10：1（质量 比）时，球磨10 h 获得的SiC/Cu 复合粉末成分均匀，无团聚现象；真空热压烧结复合材料的相对密度达到92% 以上，SiC 颗粒均匀弥散分布，具有很好的力学性能和导热导电性能；其中，烧结温度850 ℃、保温1 h 制备 的材料综合性能更佳，致密度达到96.2%，热导率为221.346 W/(m · K)，电导率为65.3%IACS，抗压强度为 467.46 MPa，断裂应变可达20.87%。 2021 Vol. 31 (05): 54-60 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 61 周永川，吴献军，谢州 FeSiCr磁粉心造粒粒径分布对其性能的影响 Hot! 采用具有不同造粒粒径分布绝缘包覆磁粉心制备FeSiCr 磁环样品，测试其物理和电磁性能。结果表 明，相比于D50为62.497 μm和95.788 μm的磁粉心，合适粒径分布（D50为74.290 μm）的磁粉心更有利于料粉填 充均匀性，减小孔隙尺寸和数量，磁环成形密度更高，能够提升磁环饱和磁感应强度和磁导率，可获得更优异 综合性能。 2021 Vol. 31 (05): 61-65 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 66 张辉，赵亚斌，潘爱琼 粉末冶金法制备细晶TC4钛合金的微观组织与力学性能 Hot! 本文采用真空热压烧结+热挤压+退火工艺制备细晶TC4 钛合金，对制备过程中钛合金的微观组织与 力学性能演变规律进行研究。结果表明，热压烧结态TC4 钛合金主要由α 和β 相组成，α 相以等轴状分布，而β 相则以细长片层状/针状分布于α 相晶粒内部或晶界处。热挤压可以使合金中的α 和β 相尺寸明显降低，形成 板条状细晶，从而使TC4 钛合金室温抗拉强度从热压烧结态的837 MPa提高至983 MPa，但此时TC4 钛合金 的断后伸长率最低，为9.6%。进一步的退火能够使热挤压态TC4 钛合金发生回复和再结晶，β 相由片层状/针 状向颗粒状转变，分布于α 相晶界处，从而有利于TC4 钛合金塑韧性的提高。因此，经过热压烧结+热挤压+退 火处理得到的细晶TC4 钛合金具有较为优异的综合性能。 2021 Vol. 31 (05): 66-70 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 71 丁兰花，金慧玲，杨亚楠 固溶对车用铜模喷铸SiC/ZM5 镁合金微观组织的影响 Hot! 运用铜模喷铸制备得到ZM5 镁合金，在合金中添加SiC 颗粒机械压实制备SiC/ZM5 镁合金，采用高 温固溶法对其进行加强。测试分析镁合金中加入SiC 颗粒引起的晶粒细化效果与组织演变，对不同固溶温度 条件下得到的组织特征及SiC 颗粒的晶粒细化作用进行测试分析。研究结果表明：SiC/ZM5 镁合金中α-Mg 具有HCP的晶体结构，当添加SiC 后有助于获得大量的形核点，达到细化晶粒的效果。晶界区域聚集了大量 的Al，同时还有部分Si 存在。固溶工艺可以使晶界部位形成的离异共晶β-Mg17Al12组织与合金基体发生互 溶。在第二相转变为其它组织后，可以促进SiC 颗粒的转移，并在晶界区域发生聚集。当提高固溶温度后， SiC/ZM5 镁合金中共晶相更快消失，硬度减小。 2021 Vol. 31 (05): 71-75 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 76 刘霞，赵海涛 内燃机用Ti600 合金表面TiC/TiB2粉末涂层组织和硬度分析 Hot! 采用电磁场与激光原位处理相结合的方法来制备得到具有网状TiC/TiB2组织的熔覆层，实验测试分 析熔覆层的组织特征及其显微硬度。研究结果表明：电磁场实施前后熔覆层均形成了α-Ti、TiB 对应的衍射 峰。受到电磁场作用后，形成了只包含TiB 的熔覆层，形成了更长的针形组织，没有生成颗粒结构。熔覆层达 到了比基体组织更高的硬度，设置朝上的洛伦兹力时，得到的熔覆层显微硬度为620HV；当形成向下的洛伦 兹力后得到的熔覆层显微硬度为550HV。受到稳态磁场作用之后，在熔覆层中只生成针形与棒状形态的组 织，在稳态磁场作用下获得的感应洛伦兹力并不能对熔覆层网状结构产生较大影响。 2021 Vol. 31 (05): 76-80 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 评述与进展 81 蒋焓鸿，姜中涛 稀土元素对钛合金组织与性能的影响研究进展 Hot! 本文介绍了稀土元素在钛合金领域的应用研究概况。主要概述了稀土元素Nd、Y、Gd、Er、La 对钛合 金的微观组织、力学性能及蠕变性能、抗氧化性能和热稳定性能的影响，就稀土元素在钛合金中的存在形式、 添加量、添加方式进行分析，并为实现合金性能最优化提出了改进措施。本文立足于含稀土元素钛合金的研 究现状，指出其实现工业化应用的限制因素，分析其应用前景及未来发展方向，并提出相关建议以期为进一步 提高钛合金性能提供参考依据。 2021 Vol. 31 (05): 81-86 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 87 薛松海，谢嘉琪，刘时兵，史昆，张志勇，刘鸿羽 钛合金粉末冶金热等静压技术及发展现状 Hot! 钛合金粉末冶金热等静压技术的出现，打破了钛合金原有的铸造、锻造的技术路线，进一步提高了钛 合金材料的力学性能，提高了材料利用率并加快了产品生产周期。本文系统的介绍了钛合金粉末冶金热等静 压的技术特点、粉末制备、致密化过程及模拟现状，并对国内外的发展应用进行了简要总结，提出了该技术的 发展趋势。 2021 Vol. 31 (05): 87-93 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 94 郭阳，胡黎明 吸波用FeSiAl合金粉末的研究进展及展望 Hot! FeSiAl 合金粉末因具有较高的磁导率、饱和磁化强度及低成本的特点，在微波吸收领域备受关注。 本文总结了FeSiAl 合金粉末的特点，阐述了微观结构调控、合金成分优化对其电磁性能的影响。针对片状 FeSiAl 合金粉末介电常数较高的问题，重点讨论了表面包覆、微氧化、复合化设计等技术手段对其微波吸收性 能的调控机理。最后，展望了FeSiAl粉末未来的研究方向。 2021 Vol. 31 (05): 94-98 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 革新与交流 99 米少伟，林有希，孟鑫鑫 ADC12 铝合金高速铣削切削速度对前刀面磨损的影响 Hot! ADC12 铝合金凭借良好的塑性，较高的耐腐蚀性，被广泛应用于航空、汽车等领域。由于该铝合金较 软、易粘附在前刀面，造成刀具磨损，本文对ADC12 铝合金进行了高速铣削实验，研究了切削速度与切削力、 前刀面粘结量之间的关系，分析了刀具的粘结磨损机理。结果表明：随着铣削速度的增加，切削力和粘结量均 呈现先增加后减少的趋势，在铣削速度为600 m/min 时切削力最大，前刀面粘结量也达到最大，切削力对前刀 面粘结量有明显的影响。前刀面主要磨损形式为粘结磨损，在刀具表面氧化膜被破坏后，前刀面快速形成粘 结层，粘结层在“负载-卸载”力的冲击下，先产生裂纹，随后脱落形成新的粘结层，粘结层的脱落带走了刀具的 表面材料，使刀具发生粘结磨损。 2021 Vol. 31 (05): 99-104 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 中国钢研科技集团粉末冶金技术信息推广及成果展示平台专栏 105 孟令兵，于海琛，吕世雅，江忠民，麻洪秋，关立东 高球形度非晶软磁合金粉末性能研究 Hot! 采用水气组合雾化工艺制备了高球形度的非晶软磁合金粉末，结合扫描电镜和X射线衍射仪对粉体 的形貌和相组成进行了分析，研究表明合金成分和粉末粒度对非晶粉末球形度和非晶形成能力有很大的影 响。通过振动样品磁强计测算了样品的磁滞回线和矫顽力。将非晶样品粉压制成粉心，对粉心的磁导率、直 流偏置能力和损耗进行了测试分析。研究发现非晶磁粉的粒度、非晶化程度、饱和磁化强度以及矫顽力等对 粉心的磁性能有很大的影响。 2021 Vol. 31 (05): 105-110 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 ) 111 陈鑫烁，冯海波，李安华 高丰度稀土永磁材料研究进展 Hot! 稀土元素以共伴生状态存在于矿中。北方稀土矿中LaCe 约占73%；南方重稀土伴生矿中LaY 约占 50%。在提取Pr、Nd过程中，高丰度的La/Ce/Y 稀土得不到有效利用，造成大量积压。因此，高丰度稀土永磁 材料的制备和应用对于我国稀土资源的平衡利用具有重要意义。本文对高丰度稀土永磁材料的制备和性能 特点进行归纳总结，详细介绍了含有La/Ce/Y 等稀土元素磁体的微观结构特征及其性能调控技术，并对高丰 度稀土永磁材料的开发进行了讨论和展望。 2021 Vol. 31 (05): 111-115 [摘要] ( 0 ) [HTML 1KB] [PDF 0KB] ( 0 )

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