喷射成形技术及其在钢铁材料上的应用

·90· 材料导报 2007年3月第21卷第3期 喷射成形技术及其在钢铁材料上的应用* 颜 飞1，徐洲1，史海生2，樊俊飞2 (1上海交通大学高温材料与高温测试开放实验室，上海200030；2上海宝钢技术中心前沿所，上海201900) 摘要 喷射成形是近年来发展非常迅速的一种近终成形先进冶金工艺技术。与传统铸造工艺及粉末冶金工艺 相比，喷射成形设备、工艺简单，能生产偏析小、晶粒细、致密度高的材料。喷射成形技术在铝基合金、铁基合金、高温 合金、铜合金及复合材料等方面都得到了广泛的应用。主要介绍该技术的原理及其在钢铁材料方面的应用情况，并讨 论了它在钢铁领域的发展趋势，指出喷射成形工艺是一种有望替代粉末冶金工艺生产高合金钢材及一些特殊钢材的 崭新工艺。 关键词 喷射成形快速凝固粉末冶金 SprayFormingTechnologyandItsApplicationinIron＆SteelMaterials YANFeil，XUZhoul，SHIHaishengz，FANJunfei2 (1 KeyLaboratoryforHighTemperatureMaterialsandTestsofMinistryofEducation，ShanghaiJiaotong University，Shanghai200030；2ShanghaiBaosteelResearchInstitute，Shanghai201900) AbstractSprayformingisanewshapetechnologywhichdevelopedrapidlyinrecentyears．Comparedwith conventionalcastingandpowdermetallurgy，equipmentsandtechnologyofsprayformingaremoresimple，anditcan producethematarialswithsmallsegregation，finegrainsize，andhighdensity．Sprayforminghasbeenwidelyusedin aluminum-iron-copper-basedalloys，hightemperaturealloysandmetalcomposites．Mechanismandapplicationiniron &steelmaterialsareintroducedinthispaperanditsdevelopingtrendisalsodiscussed．Itispointedoutthatspray formingisanewtechnologywhichmaytaketheplaceofpowdermetallurgytOproducehighalloyedsteelsandsome specialsteels． Keywordssprayforming，rapidsolidification，powdermetallurgy 0前言 喷射成形(SprayForming)也称喷射铸造(SprayCasting)或 雾化沉积(SprayDeposition)，该工艺实际上是由雾化和沉积2 个基本过程所组成。而雾化是典型的快速凝固工艺之一，所以 喷射成形也具有一般快速凝固工艺所特有的优点。快速凝固细 化了金属组织、消除了宏观偏析且初生相细小弥散分布，合金元 素固溶度高，从而使得金属及合金性能大幅度提高。利用该特 点可以生产高合金材料，而传统铸造工艺生产高合金材料不可 避免地存在大量宏观偏析，从而严重恶化材料性能。粉末冶金 虽然能生产高合金材料，但粉末冶金雾化制粉后需要进行等静 压、烧结等复杂的二次加工工序，不仅能提高生产成本，而且在 二次加工中的粉末氧化还会降低合金的韧性。喷射成形工艺采 用惰性气体作为雾化气体，能直接将熔融的金属雾化沉积成固 态成品或半成品，省去了一系列的中间加工工艺，大幅度减轻了 氧化和污染，提高了材料力学性能，与粉末冶金相比成本降低 40％左右[1]。正是由于喷射成形的诸多优点，该工艺的诞生对 传统铸造、粉末冶金等工艺产生了深远的影响，引起了越来越多 的冶金工作者的兴趣。喷射成形技术的应用，除了在铝基、铁 基、铜基、钛基和高温合金外，也已经广泛地扩展到各个先进材 料领域，如金属基复合材料、金属间化合物及先进复合材料、梯 度材料等‘21。本文针对喷射成形工艺原理和发展及其在钢铁领 域的应用进行了评述。 1 喷射成形工艺原理及发展 喷射成形工艺学术思想最早由英国Swansea大学的Singer 教授于1968年提出，并于1972年获得专利[3]，其目的在于从熔 融金属直接获得固态成品或半成品。而应用于工程技术则是从 1974年英国OspreyMetals公司取得多项专利[4’5]开始，Osprey 公司对喷射成形工艺及设备进行了大量研究，使其逐渐发展成 较为成熟的实用技术，并将其命名为Osprey(奥斯普瑞)成形技 术。该工艺的基本原理是：采用高压惰性气体将金属液流雾化 成细小弥散的熔滴，熔滴在高速气体的作用下飞行并被雾化冷 却成过冷态，将这些过冷熔滴在完全凝固前沉积到具有一定形 状的收集器上，通过改变熔滴射流、沉积器的相对位置和沉积器 的形状及运动形式可以得到锭(柱)、管(环)、板(带)等各种形状 的半成品坯件。其工艺示意图如图1所示。 最初喷射成形工艺是采用单雾化喷嘴装置，限制了产品的 尺寸及规模化生产，而且在单喷嘴生产中，由于雾化能力有限， 雾化沉积坯料 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 层组织与心部组织最优条件是不一样的，随坯 *上海宝钢集团“十五”重大项目资助(BG010102) 颜飞：男，博士研究生，主要从事喷射成形材料的研究工作Tel：021—56780880-2219E-mail：yanfeisjtu@163．com 万方数据 喷射成形技术及其在钢铁材料上的应用／颜飞等 ·91· 料直径增加，其组织最优所需的条件也会发生变化。双喷嘴[6] 技术的开发使得上述条件大为改善，不仅使生产过程中的喷射 坯件温度场分布更为合理(如图2所示)，而且双金属流技术可 以使其中的一条金属流生成坯料表层部分，另一条金属流生成 其心部，使每部分组织的最优所需条件都能同时满足，能够生产 更大尺寸的坯件。 冉 图1 喷射成形工艺示意图 Fig．1Schematicdiagramofthesprayformingtechnology 图2单喷嘴、双喷嘴示意图 F喀2Schematicdiagramofthesingle-nozzleanddouble-nozzles 以喷射成形高合金钢的特征组织为例，结合喷射成形工艺 的自身特点来解释喷射成形组织的形成特征。喷射成形高合金 钢的组织的主要特点是消除了传统铸造组织中粗大的共晶网状 碳化物，晶粒细小均匀，细小碳化物均匀分布在基体中[7]。图1 和图3为喷射成形工艺及凝固过程示意图。喷射成形的关键技 术之一是熔滴的凝固状态控制，在雾化过程中所产生的液态金 属颗粒具有不同的几何尺寸，它们的力学和热学状态也各不相 同，到达沉积板时有3种可能：①小颗粒到达沉积板时可能已是 固态，不能形成致密的坯料；②大颗粒可能是液态，在基板上形 成熔池出现铸态组织；③中间尺寸的颗粒会处于半固态，形成具 有快速凝固组织的沉积物。这些高速粒子沉积到收集器上后将 在收集器表面形成一个一定厚度的糊状区域，这种区域在整个 喷射过程中都将存在。由于液滴在撞击表面时具有很高的能 量，一些小的枝晶将碎化或半固态的液滴将重新融化，没有融化 的枝晶碎片将成为新的形核点。等轴晶的形成与喷射过程中半 固态液滴撞击沉积坯表面时产生的枝晶破碎有关，沉积坯表面 糊状区域中产生了许多随机取向的晶粒，最终获得了细小的等 轴晶组织。此外，液滴对表面糊状区域的冲击产生的震荡将使 材料的化学成分进一步趋于平衡。糊状区域的冷却速度仍然很 快，碳及合金来不及偏析便凝固了，整个凝固过程处于非平衡状 态，同时，凝固组织中能达到共晶成分的液相数量也由于非平衡 凝固过程而大大减少，因而最后形成的共晶碳化物数量大大减 少且晶粒细小。这就是喷射成形材料晶粒细小均匀分布的原 因。这种复杂状况不仅给研究工作带来困难，更给实际生产工 艺控制带来一定困难，从一定程度上减缓了喷射成形从实验室 走向工业化的步伐。 图3喷射成形凝固过程的示意图 Fig．3Schematicdiagramofthesolidificationprocess ofthesprayforming 喷射成形从实验室走向工业化的发展大致经历了以下几个 阶段：学术思想的提出及工艺的初步成形(1968～1974年)；实 用合金系统的实验研究(1975～1984年)；工艺优化和雾化沉积 机理的研究(1984～1992年)；雾化技术规模的扩大与产业化 (1992～1998年)；产业规模和研究材料的进一步扩大拓宽 (1998年至今)。现今喷射成形已经成为材料科学与工程界研 究和产业化发展的热点之一。目前世界上掌握该技术的公司主 要有：英国Osprey公司、德国Wieland公司和PEAK公司、美国 GE和Allvac公司、丹麦Danspray公司、瑞典Sandvik公司、瑞 士Swissmetal公司和日本住友公司等，产品主要应用于制造航 空航天部件、汽车关键部件、先进冶金轧辊等Is3。我国的喷射成 形研究始于20世纪80年代中后期，研究机构主要有中科院金 属研究所、北京有色金属研究总院、中南工业大学、哈尔滨工业 大学、北京科技大学、上海交通大学、上海宝钢技术中心等。虽 然在过去10多年中我国喷射成形研究取得了大量成果，但工作 大多还处于实验室阶段，与世界工业发达国家相比差距还很大， 要实现工业化还有很长的路要走。 2喷射成形钢铁材料研究开发现状 喷射成形技术在钢铁方面的应用研究主要是充分利用其快 速凝固特点，消除高合金钢铁中的宏观偏析，使合金元素均匀分 布。目前喷射成形研究钢铁材料主要有高铬铸铁、高碳高速钢 轧辊、高碳高合金工具钢、轴承钢、不锈钢、复合管材等，选取其 中几种典型材料进行简单介绍。 2．1 喷射成形轧辊及包覆轧辊 喷射成形技术实现产业化的第一个产品是日本住友重工制 造的高铬铸铁和高碳高速钢轧辊，用于圆钢、扁钢、线材和型钢 万方数据 · 92· 材料导报 2007年3月第21卷第3期 轧机上。此后，英国FoxedRolls、BritishRollmakers、Shdfield 大学和OspreyMetals联合开发用于热轧和冷轧带钢轧机的复 合大轧辊，通过将芯棒预热并采用多喷嘴和其它特殊技术，将轧 辊合金直接复合到芯棒上，在冷轧和热轧辊上的试验非常成功。 该公司已经应用喷射成形工艺包覆直径达400ram、长lm的辊 轴。与传统的轧辊相比，喷射成形轧辊晶粒组织细小，碳化物形 状尺寸得到极大改善，与用几乎同样材料制成的铸造轧辊相比， 喷射成形轧辊寿命是其1．6～3倍。此外，当使用新开发的合金 时，喷射成形轧辊寿命是传统轧辊寿命的3．6倍以上。弯曲试 验表明，喷射成形包覆轧辊的韧性比离心铸造轧辊高40％，抗 热冲击性能提高100℃、热加工性能及耐磨性能也有较大幅度 提高[9]。 2．2 喷射成形不锈钢管和高合金复合管 利用喷射成形制造的另一类重要冶金产品是以Sandvik为 代表的大口径不锈钢管和高合金复合管。Sandvik公司在世界 上最早建立了大型Osprey设备，到目前为止已经掌握了不锈 钢、高合金无缝管的制造技术，而且已经开始了特殊用途耐热合 金无缝管的制造和销售。使用Osprey法成本降低，特别是对制 造口径超过200ram大口径管很有利。最大能制造外径 400ram、长8m、壁厚25～50mm的不锈钢管。喷射成形复合管 坯的制造也取得了重大成果。例如该公司一种复合管内层为碳 钢，保证了管的强度，外层为Sanicr063(Nb21Cr8．5M0-3．4Nb- Fe)，保证了管良好的抵抗废气的高温腐蚀性能。复合管的制造 是将合金喷射沉积到碳钢芯棒的外表面后经常规加工成无缝 管，复合管制造过程中的热挤压使得两种合金界面产生良好的 冶金结合力又保证了良好的热传导性能和力学性能[1⋯。这种 复合管已成功应用于垃圾焚化炉，使用寿命是原来普通碳钢管 的10倍以上。目前美国海军用世界上最大的一个5t喷射成形 设备可制造直径lm、长6m的管材，喷射成形技术制造大直径 管比一些离心铸造管有更大的市场竞争力。 2．3喷射成形超高碳钢 超高碳钢(UltraHighCarbonsteel，简称UHCS)指的是含 碳为1．O％～2．1％(wt)的过共析钢，Fe3C体积百分含量占 15％"--32％(v01)，这种材料具有很高的硬度和极佳的耐磨性。 但早在1891年美国冶金学家H．MHowe就提出[1l,lZ]：过共析 钢中随含碳量增加，脆性的先共析网状碳化物增多增厚，钢的塑 性下降，含碳1．o％～1．7％(m)的钢拉伸时延伸率只有2％～ 3％。许多学者接受了这一观点，超高碳钢也一直被排除在钢铁 生产之外。20世纪70年代中期国外开始了对超高碳钢的研 究，研究大多数采用传统铸造方法，再经过复杂的热、温加工处 理来获得良好的性能，或采用粉末冶金方法制备超高碳钢，不仅 生产效率低，成本也大幅提高。宝钢首次采用喷射成形工艺制 备超高碳钢取得了良好的成果并申请了专利口3’。喷射成形超 高碳钢晶粒较为细小(约20～50tan)，珠光体片层间距也比铸态 小，晶界处网状碳化物不明显，元素宏观偏析小[1“。喷射成形 超高碳钢的屈服强度(晚z)、抗拉强度(仉)及延伸率分别为 956MPa、1286MPa、～O％，喷射成形超高碳钢经过1100℃轧制 处理后对应的上述指标分别变为1216MPa、1552咖Pa、2．6％。 而铸态超高碳钢的对应指标分别为566MPa、770MPa、～O％， 铸态超高碳钢1100℃轧制后对应的指标为1005MPa、 1334MPa、～O％[x43。喷射成形超高碳钢还具有良好的超塑性， 在820℃、应变速率2．5×10-4时延伸率达380％，而同成分铸 态材料最高为70％[I引。可见，用喷射成形工艺制备超高碳钢可 以显著改善组织，提高力学性能。随着研究的深入，喷射成形超 高碳钢有望发展成一种新的高强度钢种，将填补现有高强度钢 (～1000MPa)与超高强度钢(1400MPa以上)之间钢种相对贫 乏的空白区。 2．4喷射成形工模具钢、高速钢 到目前为止很多高品质的高合金工模具钢仍然是采用粉末 冶金方法生产，如瑞典的Uddeholm公司、奥地利Bohler公司、 美国的Crucible公司和日本的大同等都是能生产粉末冶金高合 金高速钢、工模具钢等的著名公司。然而高的生产成本及复杂 的生产工序限制了粉末冶金产品的市场渗透。与粉末冶金和传 统铸造相比，喷射成形可由熔融金属一次直接成形，随即进行锻 造等后续加工处理，工序简单成本更低。1980年英国的Aumra 钢铁公司开始将喷射成形原理应用于高合金工具钢和高速钢的 生产，称之为“控制喷射沉积法”(CSD)[161。欧洲英国特冶产品 公司、丹麦Danish钢厂、德国MannesmannDemag公司和Os— prey公司花费4年时间共同研究验证喷射成形技术作为工业规 模生产钢的可行性，分别制备了8种合金，其中大量的工作集中 于CrlzMoV(AISID2)冷作模具钢。选择该钢种是因为其组织 性能与传统铸造产品易于比较。最后研究结果认为通过喷射成 形工艺可以生产一种几乎完全致密的沉积物，该工艺的优点是 可以获得一个基本无宏观偏析的组织，晶粒细小且均匀分布，并 且具有潜在的、相当或优于粉末冶金产品性能的能力。坯料的 可锻性明显提高，易于加工成最终成品[171。随着喷射成形技术 的进一步发展，研究钢种范围也进一步扩大[7’1e～圳，生产大尺寸 的工具钢钢坯已成为可能。OspreyMetals等公司已喷射直径 250ram、325mm、400ram，长1．2m左右的高速钢工件，这些工件 经过挤压处理后可获得完全致密和性能类似于粉末冶金的合 金。目前世界上将喷射成形工艺应用在制造高合金工具钢较为 成功的是丹麦DanSpray公司，该公司喷射成形设备如图4所 示。DanSpray用4t的熔炼炉生产直径500ram、长2．4m的工 具钢棒坯，生产时采用双喷嘴，可使收得率提高到90％，氮气消 耗量降低25％。在该设备上生产出的工具钢钢坯是世界上同 类产品中最大的。已有的研究结果表明，喷射成形高速钢性能 远远高于传统铸造工艺下的同类材料[211。而采用喷射成形工 艺制造同成分粉末冶金钢种并与粉末冶金的各项性能相比则有 待进一步的研究工作。 图4丹麦DanSpray公司喷射成形生产工具钢的设备示意图 Fi吕4Sprayformingplantusedforproducing toolsteehatDanSprayn／sinDenmark 万方数据 喷射成形技术及其在钢铁材料上的应用／颜飞等 ·93· 3喷射成形钢铁材料在国内的发展情况及展 望 我国的喷射成形技术研究最早始于中科院金属所，到目前 为止研究的学者很多，但研究材料主要是铝合金、镁合金、铜合 金及高温合金等。在钢铁材料方面的研究主要以章靖国教授、 孙德生教授等为代表，主要研究了喷射成形高铬钢一碳钢复合轧 辊‘221、喷射成形Cn2MoV[19,23]、GCrl5轴承钢‘2引、高速钢、超高 碳钢等，对这些材料进行了深入的机理研究并取得了一定的成 果。作者认为，由于喷射成形工艺本身的特点：成本高于传统铸 造而低于粉末冶金同时具有粉末冶金及快速凝固的诸多优点， 所以喷射成形钢铁材料的研究应定位在高碳高合金高附加值材 料以及其他方法难于生产的复合管材、不锈钢等。比如，价格昂 贵的进口高品质粉末冶金高速钢、模具钢等均可尝试采用喷射 成形工艺来制造，在一些材料的制备上完全有望取代粉末冶金。 宝钢首次采用喷射成形工艺制备Vanadis4高碳高合金冷作模 具钢(成分wt％：C1．5％、si1．0％、Mn0．4％、Cr8．o％、Mo 1-5％、V4．o％)，并通过后续轧制和球化退火工艺组合得到了 非常理想的球化组织，完全可与进口的粉末冶金Vanadis4钢相 媲美，而且成本更低，证明喷射成形完全有望替代粉末冶金工 艺。 4结束语 喷射成形工艺具有铸造及粉末冶金等工艺无法比拟的优 点，能制备偏析小、晶粒细小、致密度高的材料，简化了工艺，降 低了成本。该工艺在多种合金材料的开发上取得了巨大成功， 在钢铁材料应用上也取得了重大突破，研究材料范围日益扩大。 随着喷射成形工艺研究的深入，越来越多的喷射成形材料也将 逐步进入规模化生产阶段。不久的将来，喷射成形作为一种全 新的工艺也将成为与传统铸造、粉末冶金等一样的材料制备的 标准方法，有着广阔的应用前景。目前，喷射成形钢铁材料相关 的研究工作在我国已经取得了可喜的成果，特别是在宝钢已经 相继展开了喷射成形超高碳钢、轴承钢、冷作模具钢、高速钢、高 温合金等研究。加速这个领域的开发研究将对我国的钢铁材料 特别是高合金高附加值钢的研究产生深远影响。 参考文献 1 OgataK，LaverniaEJ，eta1．Structureandpropertiesofa repidlysolidifiedsuperalloyproducedbyliquiddynamic compaction．IntJ RapidSolidification，1986，2(1)：2l 2 徐寒冰，吴建生，章靖国．喷射成形技术进展及其工业应用． 机械工程材料，1999，(6)：1 3 SingerAREImprovementsrelatingtothefabricationof articles．BritishPat，1262471．1972 4 LaverniaEJ，GrantNJ．Spraydepositionofmetals：a廿 view．MaterSeiEng，1988，98：381 5 BrooksRG，MooreC，LeathamAG．Theospreyprocess． PowderMetallurgy，1977，(2)：100 6 LeathamAG，etaLTheospreyprocess：alloverviewofthe commercialdevelopmentsforsprayformingroundbilletsin advancedferrousandnon-ferrousalloys．Proceedingsofthe 2ndPacificRingInternationalConferenceonAdvancedMa- terialsandProcessing，1993．173 7 RafaelAgnelliMesquita，CelsoAnotonioBarbosa．Spray forminghighspeedsteel--propertiesandprocessing．Mater SciEngA，2004，383：87 8 张永昌．金属喷射成形的进展．粉末冶金工业，2001，11 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ultrahigh carbon steel 1976 13.史海生.樊俊飞.林一坚 一种超高碳钢的生产工艺 2004 14.Luo G M.Wu J S.Fan J F Microstructure and mechanical properties of spray-deposited ultra-high carbon steel after hot rolling 2004 15.李小军.吴建生.章靖国.史海生.林一坚 喷射成形超高碳钢超塑性变形后的微观组织[期刊论文]-材料工程 2004(6) 16.Singer A Wear resistant surfaces produced by ssp 1986(3) 17.Spiegelhauer C Properties of spray formed tool & high speed steels 1998 18.Rodenburg C.Krzyzanowski M.Beynon J H Hot workability of spray-formed AISI M3:2 high-speed steel 2004 19.Zhang Jingguo.Xu Hanbin.Shi Haisheng Microostructure and properties of spray formed Cr12MoV steel for rolls 2001 20.Zhang Jingguo.Shi Haisheng.Sun Desheng Research in spray forming technology and its application in metallurgy 2003 21.Forrest J.Price R.Hanlon D Manufacturing clad products by spray forming 1997(3) 22.孙德生 用喷射成形技术制造高铬钢-碳钢复合轧辊 1998 23.徐寒冰.唐梁.吴建生.章靖国 喷射成形及时效处理对Cr12MoV钢组织及性能的影响[期刊论文]-上海交通大学学 报 2000(12) 24.Zhang Jingguo.Sun Desheng.Shi Haisheng Microstructure and continuous cooling transformation thermograms of spray formed GCr15 steel 2002 相似文献(10条) 1.期刊论文 王文明.潘复生.Lu Yun.曾苏民 喷射成形技术的发展概况及展望 -重庆大学学报(自然科学版) 2004,27(1) 喷射成形工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 短、成本低、沉积效率高、制造系统灵活柔性,是一种极富有发展前景的近终形成形快速凝固技术.介绍了喷射成形技术的发展历 程;叙述了喷射成形在铝合金、钢铁材料、镁合金、铜合金、高温合金、金属基复合材料的研究与应用情况;阐述了多层喷射成形技术和原位反应雾化喷 射沉积成形技术,对喷射成形技术进行了评价和展望. 2.期刊论文 王建强 喷射成形技术的研究发展及展望 -世界科技研究与发展2000,22(1) 喷射成形作为材料领域制备近终型坯件的高新技术,具有快速凝固一次成形的优点,目前已在发展新型合金、实现复杂构件净成形等方面显示出巨大 的潜在经济和社会效益.本文着重从喷射成形学术思想提出、发展、技术特点以及应用方面作一概述. 3.会议论文 刘星星.严彪 喷射成形钛铝合金研究现状 2007 喷射成形是一种快速凝固近终成形材料制坯技术,利用该技术制备的材料具有优异的性能,喷射成形技术产品在特定的领域正在逐步取代一些传统材 料,本文简要阐述了喷射成形技术制备钛铝合金的研究发展现状,并指出制备喷射成形钛铝合金将需要解决的问题. 4.期刊论文 康福伟.孙剑飞.沈军.李庆春 高温合金涡轮盘坯锭的喷射成形与工艺因素分析 -固体火箭技术 2004,27(2) 喷射成形作为一种新型快速凝固技术,是适于新型高温合金涡轮盘类坯锭制备的先进金属成形工艺.采用该技术制备的高温合金坯锭具有组织细小均 匀、无宏观偏析、改善热加工性和提高材料的使用性能等优点.介绍了喷射成形技术的工艺特点和技术先进性,着重分析了该工艺的重要工艺影响因素及 相互关系,并指出其进一步研究的发展趋势. 5.期刊论文 张雁.费群星.Zhang Yan.Fei Qunxing 喷射成形技术的研究概况 -现代制造工程2006(7) 喷射成形是近年来发展较快的一种新型快速凝固技术,应用于多种高性能金属材料的制备与成形.介绍该技术的原理、特点及国内外研究现状,并针对 该工艺存在的问题展望了今后的发展趋势. 6.期刊论文 张永昌 金属喷射成形的进展 -粉末冶金工业2001,11(6) 喷射成形是近年来发展极其迅速的一种崭新的金属和合金成形技术,它不仅仅具有快速凝固的优点,可以生产低偏析、细晶粒、高致密度和近终形尺 寸的坯料,而且简化了生产工序,从而比一般粉末冶金生产工艺降低了成本.本文综述了该工艺在镁基、铝基、铜基、铁基、镍基等合金以及复合材料等不 同金属和合金中的研究及应用情况,并讨论了它的发展趋势,指出该工艺是发展快凝材料的一个重要途径,具有广阔的应用前景. 7.期刊论文 林一坚.王军.史海生.章靖国.LIN Yi-jian.WANG Jun.SHI Hai-sheng.ZHANG Jing-guo 铝对喷射成形 超高碳钢组织与性能的影响 -钢铁2006,41(7) 在喷射成形快速凝固条件下,含铝超高碳钢会发生铝在渗碳体中的非平衡固溶.由于这种含铝渗碳体的不稳定性,在随后的加热中会迅速由喷射态的晶 界网络形态或珠光体片层状转化为分散而细小的颗粒,从而使该材料具有很好的高温塑性和热加工性能.加铝的喷射成形超高碳钢可把碳的质量分数提高 到1.8%,经一道次70%热轧后形成致密、无碳化物网络、均匀细化的组织,使屈服强度和抗拉强度分别提高到1 088 MPa和1 419MPa,并仍有一定的塑性. 8.期刊论文 孙剑飞.沈军.贾均.李庆春.Sun Jianfei.ShenJun.JiaJun.Li Qingchun 喷射成形一种先进的金属热成 形技术 -材料开发与应用1999,14(2) 喷射成形是一种新型快速凝固技术,近年来被广泛用于多种高性能金属材料的研究与制备.本文综述了喷射成形技术的原理、发展、特点与应用,并就 其发展趋势提出了一些看法. 9.学位论文 范洪波 喷射成形Al<,98-3x>Cu<,2x>Fe<,x>Ni<,1>Ce<,0.5>Zr<,0.5> 合金微观组织及力学性能 1998 该文采用模拟实验法和数值模拟法对喷射成形工艺参数进行了优化与预测,在此基础上采用喷射成形技术制备了Al<,98- 3x>Cu<,2x>Fe<,x>Ni<,1>Ce<,0.5>Zr<,0.5>(at%,x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0) 合金快速凝固材料,并采用近代分析测试手段研究了材料的微观组织特征 、组织演变规律、热稳定性以及拉伸断裂行为. 10.期刊论文 王军.徐政.史海生.林一坚.章靖国 喷射成形1.8C-1.6Al超高碳钢快速凝固组织研究 -材料热处理学 报2003,24(3) 铸造1 8C-1.6Al超高碳钢(UHCS)由于冷速较低,晶粒粗大,珠光体片间距也较大,晶界形成了粗大的碳化物网络,同时合金元素产生偏析,晶内生成了大 块的合金渗碳体,使得它在室温下为脆性,机加工性能极差.喷射成形1.8C-1.6Al超高碳钢则利用喷射成形工艺冷却速度大的特点细化了晶粒,减小了珠光 体的片间距,提高了硬度与强度,同时降低了元素偏析程度.同时发现:在铸态1.8C-1.6Al超高碳钢中和在喷射成形1.8C-1.6Al超高碳钢中Al在晶内的分布 情况正好相反,由反偏析转变为正偏析. 引证文献(2条) 1.潘金芝.任瑞铭.戚正风 国内外模具钢发展现状[期刊论文]-金属热处理 2008(08) 2.张胤.贺友多.樊俊飞.任三兵 金属喷射成形过程的数学模型[期刊论文]-过程工程学报 2008(z1) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_cldb200703024.aspx 下载时间：2010年1月17日