粉末冶金低合金鋼的燒結(jié)硬化研究.pdf

1、燒結(jié)硬化是一種通過(guò)燒結(jié)段急冷快淬大幅減省生產(chǎn)時(shí)間、有效提高試樣硬度和強(qiáng)度的材料制備新工藝。本文以燒結(jié)硬化制粉末冶金低合金鋼的制備工藝研究為方向，對(duì)成分為Fe-0.5Mo-2Cu-4Ni-0.1Mn-0.8C、Fe-1Mo-2Cu-4Ni-0.8C元素粉混合粉末以及Hoganas ATOMET4701、ATOMET4601預(yù)合金粉末制備鐵基低合金鋼燒結(jié)硬化行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，確定合理的燒結(jié)硬化工藝，并考察合金元素和合金化方法對(duì)燒結(jié)工藝，

2、燒結(jié)件力學(xué)性能及顯微組織的影響；選擇綜合性能好的合金成分、材料制作工藝與合金化方法來(lái)制備鐵基燒結(jié)硬化低合金鋼。 研究結(jié)果表明：利用元素混合粉進(jìn)行燒結(jié)硬化時(shí)，C含量為0.8％、Cu含量2％、Ni含量4％、Mo含量0.5％-1％，粉末混合采用行星式高能球磨12小時(shí)，壓制壓力為700MPa、燒結(jié)溫度為1200℃，冷速60k/min時(shí)樣品馬氏體化較為完全，其物理力學(xué)性能最優(yōu)：燒結(jié)密度7.07g/cm3，抗拉強(qiáng)度為636MPa，洛氏硬度達(dá)

3、到31HRC。在一定范圍內(nèi)提高壓制壓力和燒結(jié)溫度均有利于提高材料的致密度，從而有利于合金元素的擴(kuò)散，最終提高燒結(jié)硬化的性能。在快冷段冷卻速度的提高能夠提高材料的過(guò)冷度，促進(jìn)組織的馬氏體化。除了常規(guī)Cu和C的添加對(duì)制品的力學(xué)性能和微觀組織產(chǎn)生影響外，在燒結(jié)硬化試驗(yàn)中，添加Mo、Ni等合金元素對(duì)材料的淬透性都有明顯影響，促進(jìn)快冷過(guò)程中CCT曲線的右移。 采用Hoganas ATOMET4701、ATOMET4601預(yù)合金粉，壓制壓力

4、為700MPa、燒結(jié)溫度為1180℃，冷速60k/min制低合金鋼燒結(jié)硬化后硬度達(dá)37HRC、35HRC，拉伸強(qiáng)度662MPa、694Mpa均高于元素混合法制鐵基低合金鋼。采用預(yù)合金粉一方面可以有效解決Mn、Cr在元素混合和干燥時(shí)容易氧化的問(wèn)題，另一方面由于采用預(yù)合金粉，元素之間熱擴(kuò)散更加容易、更均勻，所需燒結(jié)溫度降低，節(jié)約生產(chǎn)成本。 同等壓制壓力和燒結(jié)溫度下，采用燒結(jié)硬化工藝與采用微波燒結(jié)都能大大減少燒結(jié)時(shí)間，在樣品最終性能上