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热处理对粉末冶金的作用

来源:热处理 时间:2022/7/26
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择要:采纳粉末冶金温压工艺制备了Fe-3.5Ni-1.95Cu-0.54Mo-0.2C合金,并举行了渗碳淬火和回火的热处置,钻研了热处置对合金的力学功用和宏观机关的影响,成效说明:过程热处置后,该合金的抗拉强度可由MPa抬高到MPa,硬度可由93.5HRB抬高到44.5HRC。经热处置后生成了大批板条马氏体。烧结体合金的断裂属于韧性断裂妥协理断裂并存的搀和型断裂,热处置态合金的断裂为脆性准解理断裂。

列国过程量年的钻研,开辟出多种不同的粉末冶金临盆工艺,如高温烧结、渗铜技巧、复压复烧、粉末铸造、热等静压、喷发堆积、疾速压迫等。由于这些工艺存在着不同水平的成本和零件尺寸精度保证艰巨等题目,使本富于比赛力的粉末冶金零件的潜力难以获取充足表现。近十几年来海外又开辟胜利了粉末冶金温压技巧,以其经济可行性引发了哄动并获患了很大的贸易胜利,现已被以为是20世纪90年头以来粉末冶金零件临盆技巧方面最为要害的一项技巧进取

如今对于铁镍铜系材料温压的关连钻研已取患了较快的进步,如采纳温压模壁光滑工艺以铁基粉末(94Fe+2Cu+2Ni+1Mo+1C)为基粉并搀和以原料分数0.3%的齐集物,在压迫温度℃和压迫压力MPa下获取密度最高达7.34g/cm3压坯部件,在烧结炉中以℃烧结获取密度高达7.32g/cm3的零部件,硬度HB,经拉伸实验测得抗拉强度高达MPa,采纳低温温压工艺以铁基粉末(Fe+4Ni+0.5Mo+1Cu+0.5C)为基粉并混以新式白腊光滑剂在粉末加热温度95℃、模具温度℃、压迫压力MPa下获取7.34g/cm3的压坯,烧结后获取7.33g/cm3的部件。还获患了密度7.30g/cm3以上、抗拉强度MPa以上的高功用烧结部件。

热处置是显著抬高铁基粉末冶金零件材料力学功用的工艺权谋之一。热处置能抬高粉末冶金烧结钢的强度、硬度和耐磨性,希奇是对于烧贯串金钢,惟有过程热处置,才干充足表现合金化的影响。粉末冶金烧结钢零件与铸锻钢零件的最大差别之一是前者存在有孔隙,并也许存在机关不平匀性和密度不平匀性,这些特性会显然影响热处置后零件的材料力学功用。

为了进一步抬高温压件烧结体的强度和硬度,人们最先对粉末冶金温压烧结体举行热处置加工,获患了抗拉强度MPa、伸长率3.7%。然而钻研还很不系统和很不深入。本文对此举行了探究。

1试样制备与实验法子

1.1试样制备

实验质料是美国海格纳士有限公司临盆的混有高效温压专用光滑剂的温压专用粉末,化学成份为Fe-3.5Ni-1.95Cu-0.5Mo-0.2C,松装密度为3.11g/cc,固定速度为24.5s/50g。温压粉末在扬州伟达机器有限公司临盆的PH-80T温压粉末成型机里举行压迫,压迫压力为MPa,温压温度为℃。压迫获患了生坯试样,试样尺寸为GB-规则的扁平板状拉伸试样。尔后在分解氨氛围中,在烧结温度为℃的网带式不断烧结炉中烧结30分钟后当然冷却获取烧贯串金试样。抉择部份试样再举行℃×2h渗碳淬火(碳势0.7%)和℃×1.5h回火。

1.2实验法子

用排水法测烧结试样密度;在布洛维光学硬度计上测试洛氏硬度值HRC及HRB;采纳电液伺服微机节制全能实验机举行拉伸实验,并计划出烧结试样断后伸长率;将试样磨平抛光后再用4%硝酸酒精溶液浸蚀,用光学显微镜观测了宏观机关;采纳日这日立公司临盆的S-N-II型扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断口举行观测和剖析。

2实验成效与议论

2.1密度

粉末冶金材料密度对其功用有很大影响。过程排水法测得热处置先后两组试样的平匀密度等成效见表1。由表1看来,铁基粉末经温压和烧结后获患了较高的密度。

表1烧结试样热处置先后的密度、硬度、顺从强度、抗拉强度和断后伸长率

试样编号

密度

(g/cm3)

硬度

抗拉强度

(MPa)

顺从强度

(MPa)

断后伸长率

(%)

1.烧结体

7.42

93.5HRB

4.0

2.热处置后

7.42

44.5HRC

0.8

2.2硬度和拉伸力学功用

热处置先后的硬度和拉伸力学功用也列于表1中。烧结体和热处置后的试样的拉伸力学功用均运用图1所列之哑铃形板状试样测试。值得一提的是,遵照美国MPIF准则10,热处置强硬的拉伸力学功用试样应为图2所示之形态和尺寸,先制备方形横截面成形骸试样,烧结和热处置后再机器加工成圆形横截口试样。咱们的试样在热处置后没有观测到显然的变形,琢磨到防止加工琐碎和便于较量热处置先后的功用,热处置试样依然采纳了图1的准则。

由表1也许看出,经热处置后试样的硬度和抗拉强度、顺从强度均有十显然显的抬高,此中抗拉强度由MPa抬高到了MPa,硬度由93.5HRB抬高到44.5HRC,但断后蔓延率却下落了。

图1烧结体拉伸试样的形态和尺寸

图2热处置拉伸试样的形态和尺寸(USAMPIF)

2.3宏观机关

采纳光学显微镜(OM)剖析了试样在热处置先后的金相机关(图3)。

试样在热处置先后的金相机关(OM)

图3a烧结体

试样在热处置先后的金相机关(OM)

图3b热处置后

烧结体合金中存在着大块的奥氏体和小批珠光体,经淬火和回炽热处置后,除了小批残存奥氏体之外,生成了大批坚挺的、脆性的板条状马氏体,这是热处置能显然抬高合金的抗拉强度、顺从强度和硬度、并致使蔓延率升高的最根底的原由。

采纳扫描电镜观测了合金在热处置先后的拉伸断口描写(示于图4)。

烧结体合金拉伸断口由很多韧窝和包罗河道状把戏的解理断面构成,属于韧性断裂妥协理断裂并存的搀和型断裂(图4(a))。

拉伸试样断口形态图4a烧结体

合金经淬火和回炽热处置后,由于碳化物坚挺质点的影响,当裂纹在晶内扩充时,难以矜重地沿确定晶面扩充,其宏观样式特色为准解理断口(图4(b)),

拉伸试样断口形态图4b热处置后

属于脆性断裂。表1中的断后蔓延率数据也显示了热处置态合金的低塑性。解理裂纹常源于晶界,而准解理裂纹则常源于晶内硬质点,孕育从晶内某点起源的喷发状河道把戏。

论断

过程℃×2h渗碳淬火(碳势0.7%)和℃×1.5h回炽热处置后,温压铁基合金的抗拉强度可由MPa抬高到MPa,硬度可由93.5HRB抬高到44.5HRC。经热处置后生成了大批板条马氏体。烧结体合金的断裂属于韧性断裂妥协理断裂并存的搀和型断裂,热处置态合金的断裂为脆性准解理断裂。

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