含氮鐵基粉末冶金材料制備的熱力學分析及性能研究.pdf

1、鐵氮化合物有較高的硬度、較好的耐磨性和抗蝕性及磁學性能。若用含氮鐵基粉末冶金材料來代替鐵基粉末冶金材料,則可彌補鐵基粉末冶金材料性能上的一些缺點,并可利用含氮鐵基粉末冶金材料某些方面的特殊性能來替代以前的材料以提高部件的使用壽命,提高經濟效益。本文作者對含氮鐵基粉末冶金材料的制備工藝及獲得的含氮鐵基粉末冶金材料的性能進行了研究。
　　 實驗中采用了氧化鐵粉代替純鐵粉來制備Fe3N粉末,然后對Fe3N粉末壓制成型后進行燒結,燒結氣

2、氛為氨氣和適量的氮氣混合氣體。在該工藝下制備出了含氮鐵基粉末冶金材料。對制備出的含氮鐵基粉末冶金材料的成分、結構、物理性能及力學性能分別作了實驗研究,并通過熱力學知識和動力學知識對制粉過程和燒結過程進行了分析。
　　 結果表明,制備出的含氮鐵基粉末冶金材料的相結構主要為Fe和Fe4N兩種,其中Fe4N成分約占19％。該材料具有較高的密度,其電阻率為19μΩ·cm,最大磁感應強度為86.8emu/g,矯頑力和剩磁分別為260e和0

3、.45emu/g。在力學性能方面,該材料的顯微硬度值是鐵基粉末冶金材料的2～3倍,腐蝕性能比鐵基粉末冶金材料提高了2～3倍,且摩擦磨損性能提高了1～2倍。
　　 由熱力學分析可知:制粉過程氧化鐵粉滲氮要比純鐵粉滲氮容易且效果要好。在燒結過程中,即使氧分壓很低,Fe4N也會發(fā)生氧化,因此燒結時必須要有保護氣體。通過燒結動力學分析對燒結過程中的氮勢及氮原子的擴散機理作了說明。在不同的燒結氣氛下進行燒結可以得到不同成分的燒結材料,通過