合金元素及稀土對粉末冶金鐵基合金性能的影響.pdf

1、本文選擇Fe-Ni-Mo-Cu-C合金系，合理選擇合金元素含量并加入稀土，通過球磨和一次壓制制備出高韌性和高強(qiáng)度兩種不同用途的粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料。研究了合金元素和稀土對鐵基粉末冶金結(jié)構(gòu)材料的作用和性能影響。
　　 合金化實(shí)驗(yàn)表明：C、Cu、Ni、Mo四種合金元素對粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度都有提升作用。銅在正常燒結(jié)溫度下為液相燒結(jié)，最容易擴(kuò)散均勻，對基體有時(shí)效強(qiáng)化作用。銅導(dǎo)致基體尺寸膨脹，需要配合加入碳和鎳元素減小零件的尺寸的膨

2、脹。鎳元素最不容易擴(kuò)散均勻，形成富鎳奧氏體區(qū)，在對基體固溶強(qiáng)化的同時(shí)能提高材料的沖擊韌性。鉬元素能形成固溶強(qiáng)化并能形成碳化物，增加材料強(qiáng)度。同時(shí)鉬能有效提高淬透性和回火穩(wěn)定性。各種元素遷移機(jī)制主要為擴(kuò)散，各元素在基體中分布不均勻，導(dǎo)致粉末冶金鐵基材料顯微組織為多相組織結(jié)構(gòu)。使用部分預(yù)擴(kuò)散合金粉能有效提高粉末冶金鐵基結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度和韌性。通過后繼熱處理能很好提高材料的強(qiáng)度。
　　 添加稀土實(shí)驗(yàn)表明：加入銅鑭合金能有效吸收球磨過程中

3、和燒結(jié)時(shí)合金元素表面結(jié)合的氧，減少脫碳提高化合碳含量，鑭最終以氧化物形式存在，形成彌散強(qiáng)化效應(yīng)，增加基體強(qiáng)度。由于化合碳含量的提高并且銅鑭合金液相燒結(jié)形成的液膜對其它合金元素?cái)U(kuò)散有一定阻滯作用，使材料沖擊韌性有所下降。二氧化鈰在球磨過程中能作為硬質(zhì)顆粒破碎粉末顆粒，降低粉末粒度。在燒結(jié)過程中有細(xì)晶強(qiáng)化作用并在材料受力時(shí)阻礙位錯(cuò)移動形成彌散強(qiáng)化。二氧化鈰對抗拉強(qiáng)度和沖擊韌性都有提高作用。鑭和二氧化鈰的適合加入量為0.1wt％，過多的加入量