简介:采用CFD(computationalfluiddynamics,计算流体力学)软件系统研究超音速气雾化喷嘴两相流的雾化过程。利用VOF(volumeoffluid,流体体积)函数两相流模型模拟验证金属液不同质量流率下的2种初级破碎模式,并研究雾化压力和液体表面张力对金属液初级破碎过程的影响。模拟结果表明:金属液质量流率较小(0.053kg/s)时,初级破碎模式为液膜破碎,金属液质量流率较大(0.265kg/s)时,初级破碎模式为“微型喷泉”破碎;随雾化压力从0.5MPa增加到1.5MPa,初级破碎程度加剧,但雾化压力过高反而会削弱雾化效果;将金属液表面张力由1.2N/m降至0.4N/m,初级破碎时能够获得尺寸更细小的液滴,通过随后的二次破碎形成更加均匀细小的液滴,从而获得高质量的沉积锭。
简介:采用元素粉末法制备Ti-1.5Fe-2.25Mo合金,在Thermec-MasterZ热模拟机上对该合金进行等温压缩试验。实验温度为650~900℃,变形速率0.01~10s^-1。以经典的双曲正弦形式的模型为基础,对热模拟真应力-真应变曲线进行计算和分析,建立粉末冶金Ti-1.5Fe-2.25Mo合金高温本构方程。研究表明,β相区等温压缩时,合金流变应力快速达到峰值然后进入稳态流变变形阶段,应力指数n=4.24,应变激活能Q=378.01kJ/mol。而在α+β两相区等温压缩时,合金在较低应变速率(≤0.1s^-1)下,曲线经过应力峰后出现不同程度的加工软化现象;在应变速率≥1s^-1条件下,呈现出1种稳态变形,热变形的应力指数n=6.77,应变激活能Q=257.73kJ/mol。所得结果为粉末冶金钛合金锻造成形提供了一定的理论依据。
简介:采用粉末注射成形工艺制备含钕的钛合金TixNd(x为Nd的质量分数,%),采用金相显微镜、扫描电镜、电子探针以及硬度和力学性能测试等分析手段,研究钕对注射成形钛合金中氧的分布及力学性能的影响,并分析钕的最佳添加量。结果表明:随钕含量增加,合金的密度和伸长率先增加后降低,其中Ti15Nd的性能最优异,其相对密度为98.2%,强度和伸长率分别达到634MPa和6.5%,比纯钛分别提高248MPa和6.5%。纯钛的断裂面呈现解理断裂特征,而Ti15Nd为延性断裂。添加钕能提高钛合金的致密度,并且钕能吸收周围钛基体中的氧原子形成氧化钕,调节TixNd合金中氧的分布,从而有效提高合金的强度和韧性。计算证明氧化钛的分解和氧化钕的形成在热力学上是可行的。建立Ti-Nd扩散模型,考虑钕的蒸发和氧化等因素,计算得出钕的最佳添加量(质量分数)约为4.3%。
简介:通过非自耗磁控电弧炉熔铸和700℃,20h高温退火处理,制备出含铬18%~30%(质量分数)含Laves相TiCr2过共析钛铬合金,并研究其中的组织变化规律.研究结果表明,稳定化系数为2.57~4.62的过共析钛铬合金经过熔炼后,在随炉冷却的条件下得到的是单相β-Ti组织;铸态合金在700℃保温退火时,金属间化合物TiCr2不仅沿晶界生成并形成连续分布,还将在基体内部弥散析出;在随后的空冷过程中合金内局部会发生β-Ti→α-Ti+TiCr2共析分解.合金含铬量越高,在高温退火时析出的TiCr2量越多,粒径越大,合金的硬度也越高.电弧熔炼加上700℃,20h高温退火是一种制备含Laves相过共析钛铬合金的可行工艺.
简介:采用电磁悬浮方法,通过原位观察再辉曲线进行过冷Ti-46Al-7Nb亚包晶合金的快速凝固研究,获得的最大过冷度为240K。在一定过冷度下对悬浮的熔体进行铜基底悬淬,进而对凝固合金的微观组织进行分析。超过一定的临界过冷度(ΔT*=205K),凝固模式将从具有包晶转变特征向包晶转变被抑制转化。当熔体初始过冷度ΔT≤ΔT*时,遵循包晶合金的典型凝固规律,β相作为初生相析出,在随后的冷却过程中包晶相α以包晶反应、包晶转变的方式析出。当ΔT〉ΔT*时,β相直接凝固,包晶相α的析出被抑制。包晶反应能否发生取决于包晶相α的孕育时间τP与再辉后熔体完全β相凝固所需的时间tβ的相对大小。当过冷度相差不大时,通过改变凝固过程的冷速,组织中获得β相向α"相的马氏体转变。
简介:采用粉末冶金法制备WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种合金粉末,以1480℃/90min真空烧结工艺和1480℃/90min/5MPa低压烧结工艺分别制备出WC-0.5Cr3C2-0.5Co和WC-8.2(W、Ta、Ti)C-1.0Co两种无粘结相硬质合金。利用X射线衍射分析技术研究合金的物相,利用扫描电镜与能谱仪对合金微观组织结构进行观察与分析。结果表明:真空烧结工艺制备的合金晶粒细小、硬度高;低压烧结工艺制备的合金致密度较高、晶粒粗大、硬度降低。此外,Ti原子的存在使WC晶界能各向异性,从而造成W原子在粘结相中的各向异性溶解-析出,导致形成少量的板条状WC晶粒。
简介:在能谱(EDX)分析时,因La的Lβ1与Pr的Lα,Ce的Lβ1与Nd的Lα,La的LIIIab与Pr的Lβ1,Ce的LIIIab与Nd的Lβ1存在谱线重叠现象,而且混合稀土通常以La和Ce为主体元素,在分析混合稀土掺杂合金中含稀土物相时容易出现对Pr、Nd的遗漏。本文介绍La、Ce、Pr、Nd混合稀土掺杂的硬质合金刀具工作表面稀土富集相EDX分析的谱线拟合方法,并对刀具服役过程中La、Ce、Pr、Nd向刀具工作表面的定向迁移进行研究。结果表明,对存在谱线重叠现象的"相似元素"进行EDX分析,应该采用谱线拟合方法判断是否存在"相似元素",以防止出现元素的遗漏与误判;对以La、Ce为主体元素的混合稀土掺杂合金中含稀土物相进行EDX分析时,即使忽视了对Pr、Nd的分析,也不会影响对La、Ce在合金中作用行为规律的判断,但会遗失La、Ce、Pr、Nd在合金中作用行为的整体信息;在对C、S含量适中的金属材料加工过程中,混合稀土掺杂硬质合金工具中的La、Ce、Pr、Nd原子可以定向迁移至工作表面,但这种迁移是非同步的,Ce、Pr、Nd原子具有较La原子高的迁移速度。
简介:β-Ti型结构的钛基材料在生物材料领域具有广泛的应用前景。本文采用机械合金化法和放电等离子烧结制备β-Ti型Ti-Nb基合金,研究不同Nb,Fe含量对合金显微组织及力学性能的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)等手段分析合金的显微组织变化情况。结果表明:机械合金化过程中,粉末的平均粒度减小,当球磨时间超过60h时粉末易发生团聚。当球磨转速为300r/min,球料比为12:1,Ti和Nb的质量分数分别为64%和24%时,球磨100h后制备的粉体材料中具有一定体积的非晶相。该粉末在1000℃下通过放电等离子烧结(SPS)制备具有均匀细小的球状晶粒组织的Ti-Nb合金,其强度、伸长率和弹性模量分别为2180MPa,6.7%和55GPa。通过控制Nb,Fe的含量,可以促进β-Ti相形成,获得高强度和低杨氏模量的Ti-Nb合金。