GH4586鎳基高溫合金Co制成， Ｍｏ， W固溶強化及A1 變形高溫合金Ti時效強化， 該合金在室溫下具有良好的韌性， 同時在800℃～850℃強度高，抗氧化性好， 抗疲勞和抗蠕變的高性能。但由于這種材料的高合金化， 塑性低， 變形困難， 限制了一些復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的形成， 因此，高性能粉末冶金鎳基高溫合金GH研究了4586熱等靜壓近凈成型及相關(guān)組織性能，以滿足更高的綜合性能 復(fù)雜的設(shè)計要求。 本文主要研究等離子旋轉(zhuǎn)電極法（PREP）制備鎳基高溫合金GH粉末顆粒的顯微組織和粉末中的夾雜物， 為粉末高溫合金在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

　　實驗材料 本實驗離子旋轉(zhuǎn)電極法(PREP)鎳基高溫合金的制備GH4586球形合金粉， 其化學(xué)成分見表l。 MASTERSIZER2000粒度分析儀用于分析I00目以下GH4586金粉，粒度分布結(jié)果見圖1所示。

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　　上海庭院鋼金屬集團有限公司實驗方法 GH采用實體顯微鏡觀察4586高溫臺金粉的形狀，采集粉末中的夾雜物， 粉末和粉末中的夾雜物應(yīng)用掃描電鏡和x射線可定性分析， 用掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡觀察和分析粉末和雜物的形狀。

　　GH4586高溫夸空粉的表面形狀 保證粉末良好的工藝性能。 圖2是粉末實體顯微照片，放大10倍。 從圖2a從實體照片中可以看出， 球形度好， 表面光滑完整， 在實體顯微鏡下具有明顯的金屬光澤。 但在制粉過程中，由于旋轉(zhuǎn)的高速沖擊，粉末中也有少數(shù)破碎粉末， 如圖2b所示。 粉末并存粘連， 但數(shù)量不多， 如圖2c所示。 這是因為粉末旋轉(zhuǎn)母棒后， 與其它顆粒接觸前未完全凝固——與其它顆粒碰撞時， 接觸邊緣的熱量沒有及時流失， 由此產(chǎn)生的粘連焊接現(xiàn)象。

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　　圖3為粉末顆粒表面掃描圖。 從圖中可以看出， 典型的鑄枝狀枝晶組織在粉末顆粒表面。 還有側(cè)枝不發(fā)達的胞狀晶組織。 該組織是由于粉末顆粒在快速冷卻過程中形成的凝固痕跡。

　　粉末內(nèi)部組織 圖4顯示了粉末中用光學(xué)顯微鏡觀察的枝晶組織。 從圖中可以看出。 粉末內(nèi)部枝晶花樣與粉末表面枝晶花樣相似， 最常見的是樹枝晶狀組織， 并伴有一些胞狀晶組織， 輻射分布以一點為源。

　　圖4霆鋼金屬集團有限公司圖4B是粉末顆粒粘連焊接處的枝晶組織， 由于顆粒表面的枝晶偏析和冷卻速度與基體不同，枝晶組織較厚， 附近的枝晶組織不連續(xù)。

　　上海霆鋼金屬集團有限公司上海霆鋼金屬集團有限公司對圖5箭頭所指位置進行x射線能譜分析， 圖6a是基體能譜圖， 圖6b和圖6c分析相處能譜圖。 由圖６看出， 粉末顆粒快速冷卻103~105℃／ｓ， 豐富的粉末ti， Ｃｒ、 Mo元素強化相γ’ 相、 ＭｓＣ、 Ｍｚ。 均勻沉淀Cs和MC(TiC)。

　　粉末中的熱誘導(dǎo)孔 對粉末金相樣品進行掃描分析， 如圖５所示， 在粉末顆粒中發(fā)現(xiàn)孔洞。 孔形不規(guī)則， 但在顆粒中相對集中， 尺寸主要分布在2~4#m之間， FL孔體積一般占孔粉體積的1%以下， 粉末總量不到1%。 這些孔是由旋轉(zhuǎn)電極制粉過程中的這些孔造成的， 棒材在冠中高速旋轉(zhuǎn) 中心形成負壓區(qū)， 當(dāng)液體金屬薄膜沿棒材端面流動時，包裹的氣體被帶到冠上 的內(nèi)部， 并在負壓區(qū)中心積累， 從冠軍開始 飛出的露頭 液滴包裹惰性氣體， 液滴凝固后，粉末內(nèi)部會形成孔洞。 這種熱誘導(dǎo)孔在熱處理過程中容易聚集膨脹， 可成為合金裂紋源。

　　粉末內(nèi)孔的數(shù)量取決于制粉系統(tǒng)， 棒料轉(zhuǎn)速、 混合惰性氣體的壓力， 混合惰性氣體的組成也是影響孔洞形成的主要因素。 隨著棒料轉(zhuǎn)速的提高， 空心粉增多； 細粉中空心粉在同一速度下低于粗粉；霧化室混合惰性氣體壓力降低， 減少空心粉量。 因此， 制造等離子旋轉(zhuǎn)電極法GH等離子槍的功率在4586高溫合金粉末的過程中， 電壓和電流等離子弧， 惰性氣體壓力和混合惰性氣體的組成， 制粉工藝參數(shù)，如等離子槍與電極棒的距離，以及電極棒的轉(zhuǎn)速， 可減少空心粉的數(shù)量。

　　粉末中的雜物 粉末顆粒中的夾雜物主要包括非金屬夾雜物和異金屬夾雜物， 嚴重影響粉末成型后的力學(xué)性能和使用壽命， 是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。

　　用體視顯微鏡觀察粉末中的夾雜物， 選用高溫合金粉末顆粒的顏色， 17顆粒的形狀和尺寸有明顯差異， 所選夾雜物成分采用x射線能譜定性分析。 該數(shù)字小于俄羅斯輕合金研究所對粉末中夾雜物數(shù)量的要求。

　　非金屬夾雜物

　　圖8顯示了粉末中非金屬夾雜物的形狀和能譜分析結(jié)果。 圖8a顆粒呈黃綠色， 形狀不規(guī)則。 可以看出，顆粒主要含有FE， Ｏ、 ｓｉ、 ｓ、 ｃ等元素。 圖8b顆粒呈紫色， 形狀為不規(guī)則塊， 其尺寸小于高溫合金粉， 從能譜中可以發(fā)現(xiàn)，顆粒中有ca， Ｂｒ、 ｏ等元素。 初步推斷a， b雜質(zhì)可能是由于后期篩分， 非金屬夾雜物在包裝過程中混合。

　　異全屬夾雜物

　　圖9顯示了粉末中異金屬夾雜物的形狀和能譜分析結(jié)果。 圖９ａ、 b異金屬夾雜物顆粒呈深銀色， 球形相似，但表面粗糙。 其尺寸接近高溫合金粉末。 從能譜中發(fā)現(xiàn)，a主要含有夾雜物Ti和部分Fe， C，可能是旋轉(zhuǎn)電極過程中爐體清洗不徹底造成的。 從能譜中可以看出，B夾雜中含有AL， Ｔｉ、 Ｖ等元素， 類似鈦合金TQ。 可以肯定的是，該顆粒是上次制粉過程中未清洗的殘留顆粒。

　　非金屬夾雜物， 介電常數(shù)不同于金屬粉末和非金屬夾雜物， 高溫合金粉末中非金屬夾雜物采用靜電分離法有效去除； 對異金屬夾雜物， 確保每臺等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉設(shè)備只生產(chǎn)一種金屬粉末， 而且每次制粉前都要徹底清理爐內(nèi)壁，減少異金屬夾雜物的數(shù)量； 使用細粉還能有效減少夾雜物的數(shù)量和尺寸， 從而最大限度地保證高溫臺金的綜合力學(xué)性能。

　　結(jié)論

　　(1)鎳基高溫合金GH4586采用等離子旋轉(zhuǎn)電極法(PREP)球形合金粉末， 球形較好， 表面光滑完整， 但也有少數(shù)粉末和粘接焊接。 (2)GH4586合金粉末顆粒的表面和內(nèi)部具有典型的枝晶和細胞組織結(jié)構(gòu)， 粉末富含Ti， Ｃｒ、 分布均勻的MO元素沉淀。 (3)熱誘導(dǎo)孔粉末數(shù)量小于粉末總量的1%， 孔洞體積一般占孔諷粉體積的1%以下， 可調(diào)節(jié)等離子槍的功率， 電壓和電流等離子弧， 惰性氣體壓力和混合惰性氣體的組成， 制粉工藝參數(shù)，如等離子槍與電極棒的距離，以及電極棒的轉(zhuǎn)速， 減少空心粉的體積和數(shù)量。 (4)粉末中主要有非金屬和異金屬夾雜物， 非金屬夾雜物來自篩分過程，異金屬夾雜物來自旋轉(zhuǎn)電極制粉過程中清洗不徹底的爐體。 (4)粉末中主要有非金屬和異金屬夾雜物， 非金屬夾雜物來自篩分過程，異金屬夾雜物來自旋轉(zhuǎn)電極制粉過程中清洗不徹底的爐體。