《超潔淨粉末高溫合金粉體製備科學及工藝研究》是依託北京科技大學，由葛昌純擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：超潔淨粉末高溫合金粉體製備科學及工藝研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：葛昌純
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
粉末高溫合金是高推重比、高性能發動機渦輪盤的首選材料。但因為種種原因，我國遲遲沒有粉末高溫合金渦輪盤得到規模化套用，其中高溫合金粉末夾雜物等質量問題是重要的制約因素之一。本項目擬採用不引入耐火材料夾雜的電極感應熔化氣體霧化（EIGA）技術，製備高純淨度、較高細粉收得率的高溫合金粉末，此項工作在國際範圍內未見報導。EIGA法制粉是通過將緩慢旋轉的預合金棒降低至一個螺形的感應線圈中使之熔化，熔化的金屬熔滴落入下方的氣霧化噴嘴系統，通過惰性氣體噴吹實現金屬的霧流的霧化。本項目擬研究該制粉工藝中涉及的科學與工程問題。如通過該項目將EIGA技術成功套用於高溫合金，成功製備出不含有害非金屬夾雜物的近球形高溫合金細粉，不但可以使我國在工業生產超潔淨粉末製備科學領域有所前進，更可為國產高溫合金粉末提供一條新的工藝方法，並可能為推動國產粉末高溫合金渦輪盤早日裝機套用做出貢獻。
結題摘要
感應電極加熱熔化氣霧化法由於採用了無坩堝式的感應加熱進行母合金熔化，可杜絕來源於陶瓷坩堝的污染，以避免熔化過程中引入陶瓷類夾雜物，生產出高純淨度的高溫合金粉末。 通過對不同入口直徑、不同擴張段距離的拉瓦爾噴嘴進行流體速度場模擬，得到了較為合適的噴嘴孔形設計。針對同一噴嘴，分別在不同入口壓力下進行流體速度場模擬，得到速度隨入口壓力變化的規律。 製備的粉末的粒度呈較為理想的常態分配，粒度範圍主要集中在200-650um；與傳統氬氣霧化法和旋轉電極霧化法製備的粉末相比，本次實驗製備的粉末幾乎沒有引入陶瓷類夾雜物；粉末的表面和內部組織以枝晶為主，輔有少量胞晶組織，基本無衛星顆粒；根據枝晶間距與冷卻速率的經驗關係式，計算出粉末冷卻速率大約為103K/s。 將製備的粉末經過SPS燒結製備了鎳基高溫合金，分別經過1140℃、1160℃、1180℃一小時固溶處理油淬至室溫，再經過870℃一小時處理空冷至室溫，分別觀察其晶粒特徵以及析出相特徵，晶粒尺寸均有較小幅度的長大，γ’相在晶界和晶粒內數量與尺寸因熱處理制度不同而變化。經過24小時時效處理後，晶粒尺寸無明顯變化，γ’相數量和尺寸無明顯變化，γ＂相尺寸有較小幅度的增長。
