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介紹關(guān)于鐵基粉末冶金中常用的合金元素

來(lái)源：m.andrewwheelersculpture.com      發(fā)布日期： 2023年07月29日
合金元素在鐵基粉末冶金材料中起著(zhù)重要作用。除碳外，銅是應用廣泛的合金元素。此外，鎳、鉬等合金元素對材料的性能也有增強作用。鎳作為一種能減少銅膨脹的元素，被認為是一種有益的元素
合金元素在鐵基粉末冶金材料中起著(zhù)重要作用。除碳外，銅是應用廣泛的合金元素。此外，鎳、鉬等合金元素對材料的性能也有增強作用。

鎳作為一種能減少銅膨脹的元素，被認為是一種有益的元素。它可以提供高強度、高韌性、良好的淬透性、高電阻和高耐腐蝕性。在正常燒結溫度下，大部分鎳和鐵只能在固態(tài)下擴散，鎳在鐵基體中的擴散速率遠低于主要合金元素C、Cu和Mo的擴散速率，導致鎳在奧氏體中的分布不均勻。鎳作為強奧氏體穩定元素，一方面可以減緩珠光體的轉變，細化珠光體，增加珠光體含量；另一方面，含鎳燒結鋼在冷卻過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生復雜的富鎳組織，對性能有很大影響。即使淬火后，富鎳區仍然是奧氏體，富鎳組織通常足以強化基體并保持一定的韌性和延展性。在許多情況下，添加銅和鎳可以獲得較好的綜合力學(xué)性能。

在選擇熱處理工藝以提高燒結鋼強度時(shí)，C含量是關(guān)鍵的變量。C的含量由添加到粉末混合物中的石墨和燒結過(guò)程中的氣氛控制。它通過(guò)影響微觀(guān)結構中各相的含量來(lái)影響材料的宏觀(guān)性能。對于Fe-C合金，一般在碳含量為0.8wt%時(shí)強度達到較大值，當碳含量過(guò)高時(shí)，在晶界和氣孔處會(huì )形成網(wǎng)狀碳化物，導致明顯的脆化效應。

鉬可以大大提高燒結鋼的淬透性。它是鐵基粉末冶金材料中最常用的固溶體強化元素。鐵基粉末冶金材料主要通過(guò)溶解鐵素體或置換滲碳體中的部分鐵原子形成合金滲碳體，起到細化珠光體組織和彌散強化的作用。鉬還可以促進(jìn)貝氏體轉變，提高抗拉強度。

在鐵基粉末冶金材料中加入銅，可以起到固溶強化作用，提高燒結后的表觀(guān)硬度和抗拉強度。同時(shí)，它在燒結過(guò)程中的膨脹經(jīng)常被用來(lái)平衡鎳的收縮，從而使材料達到零膨脹、精密公差和高強度;為了提高淬透性，銅常與預合金粉末一起用于燒結硬化。但在一定程度上會(huì )導致沖擊韌性的降低。銅可以在常規燒結溫度下形成液相，并攜帶其他合金元素快速填充孔隙，從而提高合金元素的均勻性和燒結密度。熱處理后，銅也會(huì )增加表面硬度，但其脆化效應會(huì )降低材料的韌性和強度。銅含量過(guò)高會(huì )降低零件尺寸精度。