高能球磨工艺对一种多元镍基合金组织与性能的影响

发布时间：2019-11-15 14:42

【摘要】：采用行星式球磨机对多元镍基合金(Ni-Cr-Fe-Si-Mn-Cu-Mo)粉末进行混料预处理,利用真空电阻炉烧结。通过改变球磨时间,运用金相显微镜、硬度、强度、SEM等测试方法,研究多元镍基合金复合粉末烧结后组织和性能的影响。实验结果表明:随着球磨时间的延长,复合合金粉末明显得到细化,第二相分布更加弥散,烧结后的合金晶粒细小,组织均匀,硬度和强度逐渐增大。
【图文】：

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有一定强度的圆柱状“压坯”，，其尺寸为Φ１４ｍｍ×１６ｍｍ。压制成型的过程包括称粉、装粉、压制和脱模。一般情况下，“压坯”密度的大小取决于粉末压紧的程度。所以控制压坯密度的方法：一是控制压制压力；二是控制压制下粉末的量。压力愈大，粉末的量愈多，密度就越大，而压力达到一定的程度后，就不宜再下压，密度就很难再增加，“压坯”的密度不是无限增加的［１１］。１．２．３烧结把１５ｇ的压坯装入３０ｍＬ的坩埚内，并放入真空电阻炉内进行烧结，完成后随炉冷却，取出试样，表１、图１分别为真空炉的参数和烧结温度工艺曲线图。表１真空电阻炉的各项参数Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｖａｃｕｕｍｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｕｒｎａｃｅ型号编号加热功率／ｋＷ电源电压／Ｖ加热器电压／Ｖ最高温度／℃真空度／Ｐａ工作室／ｍｍＳ１６３－６Ｂ８２－４６２６３８００～２８２０００５×１０－５Φ１１５×１５０图１烧结温度工艺曲线图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｒｍａｌｃｕｒｖｅｏｆｓｉｎｔｅｒｉｎｇ２结果与分析２．１球磨时间对镍基粉末的影响图２依次是在不同球磨时间（１２ｈ、２４ｈ、３６ｈ、４８ｈ）下粉末的微观形貌。图２球磨不同时间后粉末的ＳＥＭ形貌Ｆｉｇ．２ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒｓｍｉｌｌｅｄｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｌｌ－ｍｉｌｌｉｎｇｔｉｍｅ从图２中可以看出，由于不同的球磨时间，复合粉末的微观形貌存在显著的差别。图２（ａ）、（ｂ）球磨时间相对来说比较短，粉末粒度的变形比较大，呈现扁平状，出现大块的团聚现象。随着球

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真空炉的参数和烧结温度工艺曲线图。表１真空电阻炉的各项参数Ｔａｂｌｅ１Ｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｖａｃｕｕｍｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｆｕｒｎａｃｅ型号编号加热功率／ｋＷ电源电压／Ｖ加热器电压／Ｖ最高温度／℃真空度／Ｐａ工作室／ｍｍＳ１６３－６Ｂ８２－４６２６３８００～２８２０００５×１０－５Φ１１５×１５０图１烧结温度工艺曲线图Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｒｍａｌｃｕｒｖｅｏｆｓｉｎｔｅｒｉｎｇ２结果与分析２．１球磨时间对镍基粉末的影响图２依次是在不同球磨时间（１２ｈ、２４ｈ、３６ｈ、４８ｈ）下粉末的微观形貌。图２球磨不同时间后粉末的ＳＥＭ形貌Ｆｉｇ．２ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｏｗｄｅｒｓｍｉｌｌｅｄｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂａｌｌ－ｍｉｌｌｉｎｇｔｉｍｅ从图２中可以看出，由于不同的球磨时间，复合粉末的微观形貌存在显著的差别。图２（ａ）、（ｂ）球磨时间相对来说比较短，粉末粒度的变形比较大，呈现扁平状，出现大块的团聚现象。随着球磨时间的延长，从图２（ｃ）中可以看出，粉末开始细化时，只有小块的团聚，而从图２（ｄ）则看出，粉末形貌变化不是很明显，细化作用不断减弱。从图２（ａ）到图２（ｄ）的变化可以得出：平均粒度的细化程度整体呈现递减的趋势，在球磨初期，金属粉末变形较大，随着球磨时间的延长，变形程度不断减弱，这是因为当其变形到一定程度后，金属粉末颗粒变小，单位体积内的新生面增加，表面自由能相应的增加，金属粉末颗粒要进一步破碎达到细化的效果，则需要更大的能量，因此金属粉末颗粒细化到一定程度后，很难进一

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