球形TC4合金粉末的制备、表征及雾化机理
发布时间：2021-10-12 13:14
采用真空气体雾化法制备了TC4合金粉末,并采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜和霍尔流速计等对制备的粉末粒度分布、组织形貌、松装密度、流动性等进行了测试分析。结果表明:真空气体雾化法制备的TC4合金粉末粒度呈正态分布,尺寸集中分布在32.52～182.50μm左右,粉末中值粒径d50为92.70μm,粉末球形度高,氧含量低（0.14%）;粉末具有较低的松装密度和良好的流动性,粒径在38～106μm的粉末其流动性为25～50 s/（50 g）,松装密度为2.52～2.56 g/cm3。TC4合金粉末中粒径较大的颗粒表面呈发达的近似等轴的胞状枝晶组织,而颗粒粒径越小,其表面越光滑。少部分小颗粒粘附在大颗粒表面上,出现连体的"卫星"状。
【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
TC4合金粉末粒度分布
图3所示为真空气体雾化法制备的TC4钛合金粉末筛选的粒径45～106μm粉末的XRD谱，可见其衍射峰在64°和78°处出现宽化。通过扫描电镜对粒径106～180μm和45～106μm两种TC4粉末的表面进行显微形貌分析，结果如图4所示。不同粒径的TC4合金粉末颗粒均以球形为主，粒径较大的颗粒表面呈发达的近似等轴花瓣状的胞状枝晶组织(见图4(a)和(b))；而颗粒粒径越细小，其表面越光滑(见图4(c)和(d))。造成不同粒径颗粒表面形貌差异的原因主要是冷却速率的差异[23-24]。由于颗粒粒径越小，液滴冷却的速率则越高，当冷却速率过高时，结晶过程被抑制，结果形成无结晶组织的光滑表面，与图3中XRD谱的衍射峰宽化的结果一致；相反，尺寸较大的颗粒冷却速率相对较低，因其体积较大，容易造成表面凝固收缩差异，从而大粒径颗粒表面呈现出发达的近似等轴花瓣状的胞状枝晶组织，颗粒表面光滑度相对较差。另外，在雾化过程中，颗粒形状主要取决于金属液滴表面张力促使液滴收缩成球的时间以及金属液滴凝固时间的长短[18,25-26]，当液滴收缩成球的时间小于液滴凝固时间时，金属液滴在凝固前球化时间较充分，颗粒易成球形。从图2(c)、(d)和图4(c)可以看出，粒径较小的颗粒球形度较好，这是由于液体的表面张力特性造成的，雾化液滴体积越小，表面张力的作用越明显，故小液滴更易收缩形成球形。图3 TC4合金粉末XRD谱
TC4钛合金粉末的几种典型形貌特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]PREP法制备球形CuAl10Fe3铜合金粉末的性能表征[J]. 黄柯,赵阳,张昌松,王晓明,常青,邱六,关雪飞. 材料导报. 2019(22)
[2]现代粉末冶金材料与技术进展[J]. 黄伯云,韦伟峰,李松林,张立,李丽娅,刘锋,李瑞迪. 中国有色金属学报. 2019(09)
[3]SPS法制备Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的组织与性能[J]. 麻西群,于振涛,刘汉源,牛金龙,余森,贺新杰. 中国有色金属学报. 2019(01)
[4]雾化压力对电极感应熔炼气雾化TC4粉末形貌与性能的影响[J]. 金莹,刘平,史金光,翁子清,顾小龙. 粉末冶金材料科学与工程. 2018(03)
[5]钛及钛合金激光选区熔化技术的研究进展[J]. 李俊峰,魏正英,卢秉恒. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[6]钛合金粉末的流动性研究[J]. 王昌镇,王森,张元彬,纪丽娜. 粉末冶金技术. 2016(05)
[7]3D打印材料应用和研究现状[J]. 王延庆,沈竞兴,吴海全. 航空材料学报. 2016(04)
[8]球形TC4粉末的气雾化制备、表征及间隙元素控制[J]. 赵少阳,陈刚,谈萍,王建,刘晓青. 中国有色金属学报. 2016(05)
[9]球形钛粉制备技术的研究进展[J]. 曾光,白保良,张鹏,梁书锦,韩志宇,陈小林,张平祥. 钛工业进展. 2015(01)
[10]航空发动机用新型高温钛合金研究进展[J]. 黄旭,李臻熙,高帆,黄浩. 航空制造技术. 2014(07)
博士论文
[1]喷射沉积气体流场与雾化机制研究[D]. 赵文军.哈尔滨工业大学 2012
[2]球形碳化钨粉末的超高温雾化制备技术及机理研究[D]. 戴煜.中南大学 2008
本文编号：3432648
【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
TC4合金粉末粒度分布
图3所示为真空气体雾化法制备的TC4钛合金粉末筛选的粒径45～106μm粉末的XRD谱，可见其衍射峰在64°和78°处出现宽化。通过扫描电镜对粒径106～180μm和45～106μm两种TC4粉末的表面进行显微形貌分析，结果如图4所示。不同粒径的TC4合金粉末颗粒均以球形为主，粒径较大的颗粒表面呈发达的近似等轴花瓣状的胞状枝晶组织(见图4(a)和(b))；而颗粒粒径越细小，其表面越光滑(见图4(c)和(d))。造成不同粒径颗粒表面形貌差异的原因主要是冷却速率的差异[23-24]。由于颗粒粒径越小，液滴冷却的速率则越高，当冷却速率过高时，结晶过程被抑制，结果形成无结晶组织的光滑表面，与图3中XRD谱的衍射峰宽化的结果一致；相反，尺寸较大的颗粒冷却速率相对较低，因其体积较大，容易造成表面凝固收缩差异，从而大粒径颗粒表面呈现出发达的近似等轴花瓣状的胞状枝晶组织，颗粒表面光滑度相对较差。另外，在雾化过程中，颗粒形状主要取决于金属液滴表面张力促使液滴收缩成球的时间以及金属液滴凝固时间的长短[18,25-26]，当液滴收缩成球的时间小于液滴凝固时间时，金属液滴在凝固前球化时间较充分，颗粒易成球形。从图2(c)、(d)和图4(c)可以看出，粒径较小的颗粒球形度较好，这是由于液体的表面张力特性造成的，雾化液滴体积越小，表面张力的作用越明显，故小液滴更易收缩形成球形。图3 TC4合金粉末XRD谱
TC4钛合金粉末的几种典型形貌特征
【参考文献】：
期刊论文
[1]PREP法制备球形CuAl10Fe3铜合金粉末的性能表征[J]. 黄柯,赵阳,张昌松,王晓明,常青,邱六,关雪飞. 材料导报. 2019(22)
[2]现代粉末冶金材料与技术进展[J]. 黄伯云,韦伟峰,李松林,张立,李丽娅,刘锋,李瑞迪. 中国有色金属学报. 2019(09)
[3]SPS法制备Ti-3Zr-2Sn-3Mo-25Nb合金的组织与性能[J]. 麻西群,于振涛,刘汉源,牛金龙,余森,贺新杰. 中国有色金属学报. 2019(01)
[4]雾化压力对电极感应熔炼气雾化TC4粉末形貌与性能的影响[J]. 金莹,刘平,史金光,翁子清,顾小龙. 粉末冶金材料科学与工程. 2018(03)
[5]钛及钛合金激光选区熔化技术的研究进展[J]. 李俊峰,魏正英,卢秉恒. 激光与光电子学进展. 2018(01)
[6]钛合金粉末的流动性研究[J]. 王昌镇,王森,张元彬,纪丽娜. 粉末冶金技术. 2016(05)
[7]3D打印材料应用和研究现状[J]. 王延庆,沈竞兴,吴海全. 航空材料学报. 2016(04)
[8]球形TC4粉末的气雾化制备、表征及间隙元素控制[J]. 赵少阳,陈刚,谈萍,王建,刘晓青. 中国有色金属学报. 2016(05)
[9]球形钛粉制备技术的研究进展[J]. 曾光,白保良,张鹏,梁书锦,韩志宇,陈小林,张平祥. 钛工业进展. 2015(01)
[10]航空发动机用新型高温钛合金研究进展[J]. 黄旭,李臻熙,高帆,黄浩. 航空制造技术. 2014(07)
博士论文
[1]喷射沉积气体流场与雾化机制研究[D]. 赵文军.哈尔滨工业大学 2012
[2]球形碳化钨粉末的超高温雾化制备技术及机理研究[D]. 戴煜.中南大学 2008
本文编号：3432648
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