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介紹關(guān)于鐵基粉末冶金中常用的合金元素

來源：fullchargebusiness.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重要作用。除碳外，銅是應(yīng)用廣泛的合金元素。此外，鎳、鉬等合金元素對(duì)材料的性能也有增強(qiáng)作用。鎳作為一種能減少銅膨脹的元素，被認(rèn)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重要作用。除碳外，銅是應(yīng)用廣泛的合金元素。此外，鎳、鉬等合金元素對(duì)材料的性能也有增強(qiáng)作用。

鎳作為一種能減少銅膨脹的元素，被認(rèn)為是一種有益的元素。它可以提供高強(qiáng)度、高韌性、良好的淬透性、高電阻和高耐腐蝕性。在正常燒結(jié)溫度下，大部分鎳和鐵只能在固態(tài)下擴(kuò)散，鎳在鐵基體中的擴(kuò)散速率遠(yuǎn)低于主要合金元素C、Cu和Mo的擴(kuò)散速率，導(dǎo)致鎳在奧氏體中的分布不均勻。鎳作為強(qiáng)奧氏體穩(wěn)定元素，一方面可以減緩珠光體的轉(zhuǎn)變，細(xì)化珠光體，增加珠光體含量；另一方面，含鎳燒結(jié)鋼在冷卻過程中會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的富鎳組織，對(duì)性能有很大影響。即使淬火后，富鎳區(qū)仍然是奧氏體，富鎳組織通常足以強(qiáng)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(jié)鋼強(qiáng)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(jié)過程中的氣氛控制。它通過影響微觀結(jié)構(gòu)中各相的含量來影響材料的宏觀性能。對(duì)于Fe-C合金，一般在碳含量為0.8wt%時(shí)強(qiáng)度達(dá)到較大值，當(dāng)碳含量過高時(shí)，在晶界和氣孔處會(huì)形成網(wǎng)狀碳化物，導(dǎo)致明顯的脆化效應(yīng)。

鉬可以大大提高燒結(jié)鋼的淬透性。它是鐵基粉末冶金材料中最常用的固溶體強(qiáng)化元素。鐵基粉末冶金材料主要通過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(xì)化珠光體組織和彌散強(qiáng)化的作用。鉬還可以促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變，提高抗拉強(qiáng)度。

在鐵基粉末冶金材料中加入銅，可以起到固溶強(qiáng)化作用，提高燒結(jié)后的表觀硬度和抗拉強(qiáng)度。同時(shí)，它在燒結(jié)過程中的膨脹經(jīng)常被用來平衡鎳的收縮，從而使材料達(dá)到零膨脹、精密公差和高強(qiáng)度;為了提高淬透性，銅常與預(yù)合金粉末一起用于燒結(jié)硬化。但在一定程度上會(huì)導(dǎo)致沖擊韌性的降低。銅可以在常規(guī)燒結(jié)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(jié)密度。熱處理后，銅也會(huì)增加表面硬度，但其脆化效應(yīng)會(huì)降低材料的韌性和強(qiáng)度。銅含量過高會(huì)降低零件尺寸精度。