材料制备新技术(许春香)第二章_喷射成型技术.ppt

材料成型及控制工程教研组 第2章 喷射成型技术 第2章 喷射成型技术 第2章 喷射成型技术 第2章 喷射成型技术 第2章 喷射成型技术 第2章 喷射成型技术 表2-1常用喷射成形雾化介质的主要物理参数 表2-2 喷射成形合金(GH742、IN718)的拉伸性能 表2-3 喷射成形合金(GH742、IN718)的拉伸性能 表2-4 非连续增强金属基复合材料的主要制备技术比较 表2-5 不同工艺制备的过共晶Al-Si系合金中初晶Si相的尺寸 表2-6 不同快速凝固工艺制备的过共晶Al-Si系合金的力学性能 表2-6 不同快速凝固工艺制备的过共晶Al-Si系合金的力学性能 表2-7 喷射成形与粉末冶金技术制备材料的力学性能 表2-8 喷射成形与粉末冶金技术制备材料的氧含量 表2-9 喷射成形超高强7000系铝合金的力学性能 表2-10喷射成形高温合金B的力学性能 喷射成形技术 式中，w为盘的转速；D 为盘的直径； ρ 为金属 密度；γ为金属表面张力；A为常数。 反应合成的基本类型包括： 合成反应：A[M]+B[M]→AB[S] (2-2) 替代反应：AB+C→AC+B (2-3) 其中AB和AC可以是氧化物、氮化物、硼化物以及 各种有强化功能的金属间化合物。 式中，T为反应温度；aA和aB分别为A和B在M中的 活度；R为气体常数。当A和B的活度满足以下条件时 将形成化合物AB。 制备方法 650℃/834MPa 750℃/539MPa 制备方法 650℃/690MPa SF坯件（742） 165 90 SF环件（718） 146 SF盘件（742） 274 63 SF轧环（718） 235 IM技术指标 ＞50 ＞50 IM技术制备 ＞25 合成技术 主要工艺 主要优点 存在的主要问题 液相合成 铸造、压铸、浸渗等 低成本 增强相数量和尺寸受到限制(一般分别20%（体积分数）和50μm)；易发生不利的增强相和基体之间的界面反应；为提高增强相和基体的润湿性，有时需采用昂贵的增强相表面处理和加入适当的合金元素，会影响复合材料的性能 固相合成 粉末冶金(真空热压、 高性能、热等静压、粉末挤压、粉末锻造、机械合金化等) 高性能、增强相的类型、数量和大小可任意选择和控制 制造工艺复杂、效率低、综合成本偏高，使其应用限于小批量的高性能复合材料；易氧化合金系统易发生氧化污染，造成性能降低和使用安全性 两相区合成 喷射成形(喷射成形(包括惰性气体喷射沉积成形和反应(或原位)喷射成形)和热喷涂沉积成形)、流变铸造 高性能；减小界面反应；方法灵活 热喷涂方法沉积效率较低；流变铸造方法工艺控制要求高，可选用的合金系统有限 合金（质量分数）/％ 工艺 Si相的尺寸/μm A1-17Si-4.5Cu-0.6Mg 铸锭冶金 80 Al-l7Si-4.5Cu-0.6Mg 喷射成形 5 Al-20Si-5Fe 喷射成形 2 Al-20Si-5Fe-3Cu-lMg 快速凝固／粉末冶金 3 Al-20Si-3Cu-1Mg 快速凝固／粉末冶金 2~7 A1-20Si-3Cu-1Mg 铸锭冶金 70 A1-17Si-4.5Cu-0.6Mg 喷射成形 5~11 Al-12Si 喷射成形 0.5 合金及成分 状态 制坯工艺 力学性能 抗拉强度 бb/MPa 屈服强度 б0.2/Mpa 伸长率 δ/% A390 金属型铸造+T6 铸锭冶金 290 290 - Al-12Si RS/PM+热挤压 离心雾化 244 162 19 A1-12Si-2Cu RS/PM+热挤压 离心雾化 386 233 7 A1-12Si-2Cu RS/PM+热挤压+T6 离心雾化 476 363 5 Al-l2Si-3Mg RS/PM+热挤压 离心雾化 296 233 15 A1-12Si-3Mg RS/PM+热挤压+T6 离心雾化 425 380 5 A1-12Si-1.1Ni RS/PM热挤压 离心雾化 333 253 13 Al-12Si-0.5Co RS/PM+热挤压 离心雾化 254 207 20 A1-12Si-0.07Sr RS／PM+热挤压 离心雾化 283 197 18 A1-12Si-7.5Fe RS/PM+热挤压 气体雾化 325 260 8.5 A1-20Si-7.5Fe RS/PM+热挤压 气体雾化 380 260 2 A1-12Si-5Fe-3Cu-0.5Mg RS/PM+热挤压+T6 气体雾化 486 0.6 A1-20Si-5Fe-1.9