采用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法制备洁净的Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末，用热等静压包套技术制备全致密的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金。采用常规工艺填充5种不同粒度分布的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末样品并进行热等静压处理，得到全致密的粉末合金；并采用长时间振实工艺填充一组粉末冶金样品。结果表明：以常规工艺填充的粉末样品制得的5组粉末合金压坯的气体含量处于同一水平，晶粒尺寸最大差异在10 μm左右，合金的室温和低温拉伸性能无明显差异。长时间振实工艺填充粉末会引起大颗粒粉末聚集于
### 粉末粒度偏析对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金拉伸性能的影响
#### 概述
本文研究了粉末粒度偏析对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金拉伸性能的影响。Ti-5Al-2.5Sn ELI是一种重要的钛基合金，具有良好的低温力学性能和优异的可焊性。通过不同的粉末处理技术和热处理方法，研究人员探讨了粒度分布如何影响最终产品的物理和机械特性。
#### 制备过程与方法
- **原材料准备**：利用无坩埚感应熔炼超声气体雾化法（Electrode Induction Melting Gas Atomization, EIGA）制备了Ti-5Al-2.5Sn ELI预合金粉末。这种方法能够有效地去除杂质，确保粉末的纯净度。
- **粉末合金制备**：接着，通过热等静压包套技术（Hot Isostatic Pressing, HIP）将粉末压制成全致密的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金。这种技术可以确保材料内部不存在气孔或缺陷，从而提高材料的整体性能。
#### 实验设计
为了全面评估粒度偏析的影响，实验分为两部分：
- **常规工艺填充**：选取五种不同粒度分布的Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末样本，并通过热等静压处理，获得全致密的粉末合金。
- **长时间振实工艺填充**：另外，使用长时间振实工艺填充一组粉末冶金样本，观察粒度偏析现象及其对材料性能的影响。
#### 结果分析
- **常规工艺填充结果**：通过常规工艺填充的五组粉末合金压坯，其气体含量基本一致，晶粒尺寸的最大差异约为10 μm，且室温和低温下的拉伸性能没有显著差异。
- **长时间振实工艺填充结果**：长时间振实工艺导致了明显的粒度偏析现象，即大颗粒粉末聚集在包套上部，而细小颗粒粉末则沉积在底部。这一现象虽然对室温性能影响不大，但在低温条件下显著降低了包套端部合金样本的塑性。
#### 讨论
- **粒度偏析的影响**：粒度偏析现象对粉末合金的微观结构产生了显著影响，尤其是在长时间振实过程中，大颗粒和细小颗粒的分层分布导致了材料内部应力不均，进而影响了低温条件下的塑性表现。
- **改进措施**：为了避免这种不利影响，可以通过优化粉末填充方法或调整热处理参数来改善粒度分布的均匀性，从而提高合金的整体性能。
#### 结论
本研究揭示了粉末粒度偏析对Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金拉伸性能的影响。尽管在常规工艺填充条件下，不同粒度分布的合金表现出相似的性能，但在长时间振实工艺下，粒度偏析会导致低温性能下降。因此，在工业应用中选择合适的粉末填充方法对于确保材料的高性能至关重要。未来的研究可以进一步探索更有效的粉末处理技术，以减少粒度偏析的影响，提高Ti-5Al-2.5Sn ELI粉末合金的综合性能。
