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鐵基粉末冶金常見(jiàn)的合金元素有哪些?

作者:翔宇粉末冶金制品

發(fā)布時(shí)間:2022-06-28 18:09:14

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導讀:以鐵粉或合金鋼粉為主要原料,采用粉末冶金工藝制造的結構零件。對這類(lèi)零件的要求是要有足夠好的力學(xué)性能、耐磨性,較好的機械加工性能,有時(shí)還要有耐熱和耐蝕性能。粉末冶金鐵基零件廣泛應用于國民經(jīng)濟各領(lǐng)域。特別是汽車(chē)行業(yè),發(fā)達國家粉末冶金鐵基零件的60%~70%用于汽車(chē),如凸輪軸、排氣門(mén)座、水泵葉輪及各類(lèi)齒輪。鐵基粉末

以鐵粉或合金鋼粉為主要原料,采用粉末冶金工藝制造的結構零件。對這類(lèi)零件的要求是要有足夠好的力學(xué)性能、耐磨性,較好的機械加工性能,有時(shí)還要有耐熱和耐蝕性能。粉末冶金鐵基零件廣泛應用于國民經(jīng)濟各領(lǐng)域。特別是汽車(chē)行業(yè),發(fā)達國家粉末冶金鐵基零件的60%~70%用于汽車(chē),如凸輪軸、排氣門(mén)座、水泵葉輪及各類(lèi)齒輪。

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鐵基粉末冶金種常見(jiàn)的合金元素有哪些?

鐵基粉末冶金材料中,合金元素起著(zhù)重要的作用。除了C以外,Cu元素是使用最廣的合金元素,此外,還有Ni和Mo等合金元素也起著(zhù)強化材料性能的作用。Ni作為可以減小Cu的膨脹作用的元素,被認為是有益元素。它能夠提供高的強度、高的韌性和良好的淬透性、高電阻、高的耐腐蝕性。在通常的燒結溫度下,絕大部分Ni與Fe只能進(jìn)行固態(tài)擴散,且Ni在Fe基體中擴散速率遠低于C、Cu、Mo等主要合金元素,導致Ni在奧氏體中分布不均,而Ni元素作為作為一種強烈的奧氏體穩定化元素,一方面能減緩珠光體的轉變,起到細化珠光體和增加珠光體含量的作用;另一方面在冷卻過(guò)程中含鎳燒結鋼中會(huì )產(chǎn)生復雜的富鎳組織,對性能有極大的影響。即便淬火處理后,富Ni區仍然為奧氏體,富鎳組織通常夠強化基體并保持一定的韌性和延展性。很多情況下,通常將Cu和Ni復合添加能獲得最佳的綜合力學(xué)性能。

選擇熱處理工藝來(lái)提高燒結鋼的強度時(shí),C含量是最關(guān)鍵的變量。C含量由添加到粉末混合物中石墨和燒結過(guò)程中的氣氛控制的,通過(guò)影響顯微組織中各相的含量來(lái)影響材料的宏觀(guān)性能,對于Fe-C成分合金來(lái)說(shuō),一般在碳含量在0.8wt. %時(shí)強度達到最大值,含量過(guò)高時(shí)會(huì )在晶界處和孔隙處形成網(wǎng)狀碳化物,引起明顯的脆化效果。

Mo可以極大提高燒結鋼的淬透性,是Fe基粉末冶金材料中最常用的固溶強化元素,主要通過(guò)溶入鐵素體或代替滲鐵體中的部分Fe原子形成合金滲碳體,起到細化珠光體組織和彌散強化效果。Mo還可以促進(jìn)貝氏體相變提高拉伸強度。

在粉末冶金材料中加入Cu可以起到固溶強化作用,增加材料燒結后的表觀(guān)硬度和抗拉強度,同時(shí),往往利用其在燒結時(shí)的脹大來(lái)平衡 Ni的收縮,以使材料達到零脹大、公差精密及高強度;為提高淬透性,Cu往往和預合金化粉末一起用于燒結硬化。但會(huì )導致沖擊韌性一定程度的下降。Cu可以在常規燒結溫度下形成液相,可以攜帶其他合金元素快速填充孔隙,提高合金元素均勻性和燒結密度。熱處理后,Cu也增加表面硬度,但因其產(chǎn)生的脆化效果會(huì )降低材料韌性和強度。Cu含量過(guò)高時(shí)會(huì )降低零件尺寸的精度。

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