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等离子旋转电极法制备钛铝粉末性能表征.pdf
第39卷 第12期 稀有金属材料与工程 V01.39,No.12
2010笠 12月 RAREMETALMATERIAISANDENGINEERING December
2010
等离子旋转电极法制备钛铝粉末性能表征
杨 鑫1,一,奚正平2,刘咏1,汤慧萍2,贺卫卫2,贾文鹏2
(1.中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙410083)
(2.西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,陕西西安710016)
摘要:采用等离子束旋转电极法制备Ti-47AI-2Cr-2Nb球形粉末,粉末的平均粒径西。为85pln,松装密度为2.65
g/cm3。
截线法测得粉末的球形度为99.6%;粉末的流动性为10.40s/50
g;粉末的平均氧、氮含量分别为O.05%和O.004%。XRD
分析表明,粉末的相组成为az相和y相,主相为富钛吐2相;粉末经热等静压后主相为y相,伴随少量口2相。SEM背散
射照片表明,粉末颗粒的晶粒为胞状组织,晶粒平均大小约为2岬;对不同粒径的颗粒进行EPMA分析表明,颗粒内
部化学成分与预合金棒接近,颗粒表面有部分Al元素挥发,约为2at%。
关键词:钛铝金属间化合物;球形粉末;等离子束旋转电极;表征
中图法分类号:TFl22 文献标识码:A 文章编号:1002.185X(2010)12.2251.04
钛铝合金(也称钛铝金属间化合物)是一种新型轻
质的高温结构材料,具有密度低、比强度高以及在高温 粉末的物理性能,并结合扫描电镜(SEM)、X射线衍
下优秀的抗氧化和抗蠕变性能,兼有金属材料和陶瓷材
料的优点,是高温领域替代较重的镍基高温结构材料的 析了粉末的形貌、相组成以及晶粒尺寸等性能,并与
理想备选材料之一【l棚。研究表明,通过粉末冶金近净 气雾化粉末进行了比较,以便为制备高质量的TiAI
成形技术可以得到比铸造冶金更细、层间距更小的y/a2 材料提供技术依据。
片层显微组织【5-7】。
1 实验
粉末冶金制备钛铝合金可分为元素粉末法和预
合金化粉末法。前者因在高温下Ti、Al元素之间严 本实验采用2次真空重熔技术制备
重的偏扩散效应导致不能制备高密度零件而被逐渐
放弃。目前预合金化粉末结合热等静压技术或快速成 学成分均匀。采用母合金代替合金元素加入,可避免
形技术成为粉末冶金制备钛铝合金的主要手段。当前 易挥发元素的挥发,还可降低成分偏析和粉末中气体
制备预合金化粉末的技术有惰性气体雾化和等离子 杂质的含量。PREP制粉的主要工艺参数如表1所示。
束旋转电极(plasma electrode 粉末采用标准筛筛分,并进行粒径分布统计。松装密
rotating process。PREP)
雾化。相对于惰性气体雾化技术,旋转电极技术不需
要高速惰性气体流就可以直接分散金属液流雾化,因 粉体综合特性测试仪测定。粉末显微组织使用
此可以避免气体雾化法中出现的“伞效应”引起的空
心粉末颗粒形成。据报道,采用惰性气体雾化技术形 比例采用X’Pert
X射线衍射仪测试0=o.1546nm)。粉
成的空心粉末颗粒体积分数可达1%,这些空心颗粒 末颗粒内部微观组织的演变采用背散射照片检测。粉
内部所包含的雾化气体不能通过热等静压或热挤压 末球形度及晶粒尺寸采用扫描电镜照片和“截线法”
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