粉末冶金工业

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谭兆强，Ulf Engstrom，苏鹏飞，李昆，刘咏

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 1-8.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190025

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与其它制造技术相比，粉末冶金技术可以更经济和高效地生产结构部件，并能达到高的尺寸精度和性能需求，这一优势一直驱动着粉末冶金技术的发展。粉末冶金技术为了能够适应汽车工业不断发展的应用需求，迫切需要开发具有更高尺寸精度、更高性能以及经济高效的粉末冶金材料解决方案，粉末冶金技术可以通过不同的工艺路径来实现这一目标。例如开发经济的新型合金体系，实现更高密度的新型压制技术，结合高温烧结和快速冷却的烧结工艺，以及碳势控制和二次热处理等工艺，都是可行的解决方案，单独或组合采用这些工艺都可以提高材料性能。随着人们对可持续发展越来越重视，选择对环境影响最小的材料和制造工艺变得尤为重要。本文探讨了满足性能要求的金属粉末方案和工艺条件等关键因素，并列举了具有成本效益和可持续性的汽车应用案例，如同步轮毂，凸轮轴桃片，链轮，齿轮等高要求的应用。

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选区激光熔化成形用GH4169 合金粉末的性能

杨启云，许炯恺，吴凯琦，吴文恒，张亮，何贝贝

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 9-13.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190077

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采用真空熔炼-惰性气体雾化法制备了GH4169 合金粉末，分析了粉末的粒度分布、颗粒形貌特征，利用选区激光熔化成形技术（SLM）制备了金相、拉伸试样，并分析了显微组织及力学性能。结果表明：气雾化法制备的GH4169 合金粉末粒度呈正态分布，粒径主要在25～40 μm之间，颗粒为球形或近球形，并且存在一部分“卫星球”粉末；SLM 成形的GH4169 合金试样退火前的平均屈服强度和抗拉强度分别为637 MPa， 981 MPa，平均断后伸长率和收缩率为27.5%，50.0%，退火后屈服强度和抗拉强度增大，断后伸长率和断面收缩率有所减小，拉伸断口主要呈现韧性断裂特征。

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时效处理对一种新型粉末高温合金组织和性能的影响

钟治勇，张义文，刘建涛，贾建，李晓鲲

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 14-18.
https://doi.org/DOI：10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190020

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对一种新型粉末高温合金进行不同时效处理，观察析出相和显微组织，测试合金室温、高温（750、 815 ℃）拉伸和高温（750 ℃/750 MPa、815 ℃/450 MPa）持久性能，分析不同时效处理对合金组织和性能的影响。结果表明：过高的二级时效温度导致γ′相发生Ostwald 熟化，减弱了γ′相的强化效果，导致合金的室温、高温强度降低，持久寿命明显缩短。单纯的一级时效，导致二次γ′相未发生进一步长大，三次γ′相微量析出，合金的强度提高，高温塑性显著降低。试样经HT2 制度热处理后，二次与三次γ′相匹配良好，γ′相尺寸适当，未发生熟化，强度略有降低，塑性明显提高，综合力学性能优异。

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RGO/Cu复合材料的制备和力学性能研究

李美霞，冯亚鹏，解秀亮

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 19-24.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190043

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通过硝酸铜、热甘氨酸和氧化石墨烯的一步热反应，成功合成了RGO /Cu 复合粉末，对复合粉末进行放电等离子烧结制备RGO/Cu复合材料。结果表明，RGO片层中均匀分布着Cu纳米粒子，RGO/Cu复合粉中RGO与Cu 通过氧协调C-O-Cu键产生强相互作用，近而增强RGO/Cu界面结合强度，并且在烧结RGO/Cu复合材料中得到保持。相对于纯Cu，0.6%RGO的RGO/Cu复合材料的屈服强度增加了75.8％，抗拉强度增加了47.7%，同时保持了良好的伸长率（29%）。

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锅炉受热面防护涂层高温冲蚀性能

刘东旭

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 25-30.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190047

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为提高锅炉受热面管的耐磨性并延长其使用寿命，利用高速电弧喷涂技术在SA-210C钢表面制备 Ni55 耐磨涂层。采用钨极氩弧焊机对喷涂涂层进行重熔处理，并对基体、涂层进行显微组织、相组成、涂层结合强度、显微硬度、耐冲蚀能力分析。结果表明：涂层晶体相主要由γ-（Fe，Ni）、Ni3Fe、CrB、Cr7C3、Cr23C6、 Fe3B 和WC等组成。涂层在沉积过程中形成了典型的层状结构，致密性优良，以机械结合为主；喷涂涂层的结合强度为40.85 MPa，重熔后的涂层结合强度为53.25 MPa；喷涂涂层的平均硬度为1 081HV，重熔后涂层硬度达到1143HV；在冲蚀角度为45°，冲蚀速度为200 m/s 及温度600 ℃，重熔涂层耐冲蚀磨损性能最好，喷涂涂层比基体的耐冲蚀磨损能力强；重熔涂层呈现典型的脆性材料冲蚀磨损行为。涂层中与基体结合牢固的CrB、Cr7C3、Fe3B硬质相，具有抵抗磨粒连续切削的功能，其冲蚀机制为氧化膜的剥落与磨粒对基体金属的微切削和犁削。

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双材质粉锻连杆材料的微观组织及力学性能研究

邵静静，毛敏捷，李建，张广为

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 31-35.
https://doi.org/：10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190063

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发动机连杆的大头和杆部由于工况不同，对其主要性能的要求也不同，可以利用粉末锻造技术创新研发一种可以同时满足连杆大头和杆部不同要求的双材质粉锻连杆。这种连杆大头处采用材料D01（Fe-2.0Cu-0.32MnS-0.6C），小头和杆部采用材料X01（Fe-3.25Cu-0.6C）。分别对材料D01、X01 以及两种材料的混合材料ZDX的微观组织和力学性能进行研究。结果显示：材料X01 在去除MnS和提高铜含量后表现出更高的抗拉强度和疲劳强度；材料D01 抗拉强度和疲劳强度稍弱，但这种材料具有良好的塑性。将X01、D01 两种材料分别应用于连杆杆部和大头能够更好地满足连杆的性能要求。

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青海某磁铁矿超纯铁精矿粉直接还原实验研究

高首坤，陈正，杨冬伟，武腾

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 36-39.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20180177

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本文对青海某海洋沉积型磁铁矿品位为68%铁精矿进行细磨、弱磁选、反浮选、两段脱水工艺得到的全铁品位为71.58%的超纯铁精矿，通过氢气一次还原可直接制得全铁最高为98.7%的还原铁粉，最佳的实验条件为：氢气流量1.5 Nm3/h、还原时间1.5 h、还原温度850 ℃。

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磁化状态对粘结NdFeB磁体磁稳定性影响分析

郭志伟，许海，肖凯业，郑文

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 40-44.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190093

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粘结NdFeB磁体的磁化状态不仅直接决定磁体对外提供的磁场大小，也对磁体的磁稳定性、材料用量有重要影响。通过对不同磁化状态反向退磁一定时间后磁通密度变化率的分析可知，饱和磁化后反向退磁的磁体具有更优的磁稳定性。反向退磁幅度越大，磁体在气隙中磁通密度受外界退磁场导致的损失率越小，磁性能越稳定。反向退磁幅度大于9%时，磁体具有相对较好的磁稳定性；同时，材料用量越多的磁体磁稳定性越好。

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不同石墨烯含量增强车用AZ31B镁合金组织和力学性能分析

唐多昌

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 45-48.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190098

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为了解决GNPs飘浮、偏析和金属润湿性差的问题，引入粉末注射成形法制备GNPs增强镁合金，并通过实验分析不同GNPs含量AZ31B镁合金的组织结构与性能变化。研究结果表明：通过粉末注射成形方法得到的AZ31B镁合金中，形成了球形初生α-Mg组织与β-Mg7Al2构成的共晶结构。GNPs添加量增大后，晶粒平均尺寸减小，由13.6 μm减小为8.2 μm。XRD图谱上形成了Mg与Mg7Al2的衍射峰。当GNPs加入量增大，试样密度随之增大，孔隙率减小，说明GNPs能够对基体缺陷的产生起到抑制效果。当GNPs含量增大，试样硬度先增大后减小，强度与伸长率都提高，GNPs含量为0.5%的试样力学性能最优。

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高应变下挤压态Mg-8Zn-2.5Nd-0.8Y镁合金的力学性能和组织演变分析

和一平

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 49-52.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190160

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采用分离式霍普金森压杆，测试挤压态Mg-8Zn-2.5Nd-0.8Y镁合金在不同应变速率下的真应力-真应变曲线，并分析其高应变压缩时的组织演变。结果表明：横向压缩曲线未形成明显屈服，表现出连续屈服的特点，当应变速率增大，最大流变应力随之增大。纵向压缩曲线具有连续屈服的特点，表现出明显的正应变速率强化特征。横向与纵向屈服强度都随应变速率的增大而增大。挤压态镁合金基体中生成了明显的再结晶组织，晶粒平均尺寸约为25 μm。试样进行横向压缩后，基体中生成了很多孪晶组织，孪晶之间相互平行。纵向压缩变形组织中生成了更多细小的孪晶组织。

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热轧温度对粉末冶金法制备15%SiC/AZ91B镁合金组织与力学性能的影响

柏洪武，杨峰

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 53-57.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190143

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采用粉末冶金法制备SiC 含量为15%的SiC/AZ91B复合材料，测试不同热轧温度下的镁合金显微组织与力学性能。结果表明：不同热轧温度下镁合金坯锭密度均高于99.9%。随着温度的升高，镁合金致密度也随之提高，在550 ℃以上接近100%。各温度下制得的镁合金内都形成了均匀分布的颗粒，随着热轧温度的升高，COV值略微增大，界面处形成了不同粒径大小的颗粒。在525～550 ℃温度下热轧时，界面处形成了更多的化合物并且粒径也明显增大，最大尺寸达到30 nm。随着热轧温度升高至575 ℃，产物粒径也随之增加。当热轧温度由500 ℃上升至550 ℃，拉伸强度减小，伸长率增大。热轧温度升高至575 ℃后，拉伸强度快速降低，575 ℃热轧处理导致靠近SiC颗粒的界面生成裂纹，减弱了SiC/Mg界面结合作用。

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烧结工艺对医用Ti-Nb-Ta-Zr合金微观结构及性能的影响

李伯琼，谢瑞珍，李春林

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 58-63.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200035

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低模量β 钛合金因具有优良的生物相容性成为目前生物医用植入材料的研究热点。其中，Ti-Nb-Ta- Zr 因含无毒元素，且具有强度高、塑性好等优点，在生物材料领域得到广泛的发展。本文采用传统粉末冶金法制备Ti-35Nb-7Zr-5Ta 合金，结合显微硬度分布，根据均匀性指数和硬度变化系数分析相分布均匀程度，开展烧结工艺对钛合金微观结构与力学性能的影响研究。结果表明：随烧结温度的提高和烧结时间的延长，基体小孔隙尺寸逐渐减小并消失，相组成及分布发生了相应的变化，Ti-35Nb-7Zr-5Ta 合金压缩弹性模量为（4.77±0.48）～（7.4±0.81）GPa，先增大后减小，接近松质骨弹性模量。在模拟体液环境下，烧结态Ti-35Nb- 7Zr-5Ta 合金阻抗谱呈现半容抗弧特征，相位角在较宽的频域10－1～102 Hz之间存在峰值，表现出较高的耐蚀性能，为医用钛合金的生物力学性能研究提供理论基础。

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粉末冶金制备建筑用多孔不锈钢组织和性能分析

牛萍萍，刘瑛，曹萍

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 64-67.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190123

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通过粉末冶金工艺制备建筑用多孔不锈钢材料，对不同孔隙率的试样进行力学强度与耐蚀性测试。结果表明：当造孔剂加入量增加，试样生成更多的孔隙，引起孔隙率升高，孔隙分布更均匀。试样中都包含奥氏体A 相及部分氮化物，析出一定量的CrN 与Cr2N 组织。当造孔剂加入量增大，试样拉伸强度与屈服强度缓慢减小，多孔块体和具有致密结构的块体在力学性能方面存在显著差异；试样自腐蚀电位逐渐降低，从－0.761 V 降低至－0.988 V；腐蚀电流密度增大，从0.002 mA/cm2 上升到0.496 mA/cm2，腐蚀速率增大。

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建筑用C/C复合材料表面ZrB2＋SiC复合粉末涂层性能的表征

唐徐林

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 68-72.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190091

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运用感应等离子球化（induced plasma spherification，IPS）技术，在建筑用C/C 复合材料表面制备 ZrB2＋SiC 复合涂层，通过实验研究Si 粉含量对涂层组织和性能的影响。结果表明：涂层组织中含有主相 ZrB2与ZrSi2，也存在部分Si。涂层中形成了复合陶瓷结构，主要由SiC 含量较高的灰色颗粒与ZrB2含量较高的白色颗粒构成。通过IPS 处理，SiC 被分解成C 与Si 的蒸气，粉末表层温度比芯部更高，表层SiC 分解更快。产物中灰色与白色颗粒都发生了聚集，基体中形成了大量孔洞，不同颗粒之间紧密结合。IPS 处理得到粒径小于等于20 μm的球形与椭球形颗粒，部分粉末表面存在絮状物。

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面成形技术在粉末冶金机械零件设计开发中的应用

包四平，陈芳

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 73-78.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20200056

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结合粉末冶金机械零件设计开发的相关实践，本文提出了面成形技术的概念及其技术特征。面成形技术遵循模压成形技术的一般限制，由点、线、面等几何元素以及文字、图案、纹理、表面粗糙度等非几何元素组合应用于粉末冶金机械零件的表面及形成这些特征的模具表面，以满足零件在结构与功能、工艺开发及过程管理上的要求。本文通过一系列的典型应用示例展示了面成形技术的应用场景和应用技巧，为面成形技术在粉末冶金机械零件设计开发中的应用提供指南。

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“泡沫铝”材料的性能特征及其在汽车工业的应用

张红英，欧阳八生

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 79-82.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190175

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作为新型结构功能材料的泡沫金属在力学、热学、声学、吸能等方面具有十分优异的性能。而“泡沫铝”是最具应用潜力的泡沫金属之一，被誉为“金属之星”，已成为当前功能材料领域的研究热点。“泡沫铝”具有质轻、耐高温、抗腐蚀、不易燃、耐候性好、电磁屏蔽强、吸能降噪等系列优异性能，作为结构材料和功能材料广泛应用于工程技术领域。本文重点概述了泡沫铝的性能、制备工艺及其在汽车工业上的应用。

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CuO纳米材料在传感器中的应用研究进展

郝贵敏，石俊涛，王鑫，张广超

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 83-86.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190186

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因具有优异的物理或化学性质，纳米材料近年来发展迅速，在各个行业发挥了巨大的作用，学者们采用多种方法制备了各种形貌和结构的CuO纳米材料，如CuO纳米线、纳米片、纳米棒、纳米管、纳米花等。纳米材料大大地改进了电化学传感器的分析性能，为多种物质的超灵敏检测做出了巨大的贡献。本文就近几年来CuO纳米材料在电化学传感器方面的应用进行了总结，并对此材料将来在传感器方面的发展趋势进行了展望。

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钨钼粉自动筛分平台给料机构选型及结构设计

陈海峰，郭建威，苏维丰

粉末冶金工业. 2020, 30(03): 87-90.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1006-6543.20190116

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针对钨钼行业目前通用的筛分设备自动化程度较低的现状，通过选型，设计了基于螺旋给料器的全自动筛分平台，其参数设计兼顾了不同粒度钨、钼粉的特点，可实现筛分速度的无极调节及不同粒度钨、钼粉的全自动筛分，降低工人的劳动强度，提高了生产效率，减少粉尘对环境和工人的伤害。

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2020年, 第30卷, 第03期　刊出日期：2020-06-10

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