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1、第15卷 第1期粉末冶金工业Vol.15No.12005年2月POWDERMETALLURGYINDUSTRYFeb.2005颗粒增强型铁基粉末冶金材料的研究现状章 林 刘 芳 李志友 周科朝(中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083)摘 要:介绍了颗粒增强型铁基粉末冶金材料的特点及主要制备工艺,列举了几种有代表性的颗粒增强型铁基粉末冶金材料,并探讨了颗粒增强铁基粉末冶金材料的界面问题和磨损机理,展望了其应用前景。关键词:粉末冶金;硬颗粒;铁基材料;磨损机理中图分类号:TF12511文献标识码:A文章编号:1006-6543(2005)01-0033-06RESENTDEVELOPM
2、ENTOFPARTICULATEREINFORCEDSTEELMATRIXCOMPOSITEZHANGLinLIUFangLIZhi2youZHOUKe2chao(StateKeyLaboratoryforPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083)Abstract:Particulatereinforcediron-basedP/Mmaterialisattractivefortheapplicationwhichrequiringwearresistance,heatresistanceandcorrosionresista
3、nce1Theadvantagesofsuchmateri2alandtechniquetoprepareareintroduced1Somerepresentativesareintroducedandtheinterfacereactionbetweenthehardparticleandthematrixisanalyzedwiththemethodstooptimizethein2terface1Thewearmechanismoftheparticulatereinforcediron-basedP/Mmaterialisdiscussedindetail1Atlast,thepro
4、spectsofthematerialarepresented.Keywords:powdermetallurgy,hardparticle,iron-basedcomposite,wearmechanism 长期以来对颗粒增强型铁基粉末冶金材料的研究较少,原因是铁的熔点高、密度大、比强度小、制备1 基体和增强颗粒的选择困难,但是铁基材料有成本低、机加工性能好、可焊接、耐腐蚀、可进行热处理等一系列优点。弥补了传111 基体统轻金属基复合材料成本高、不耐磨的缺点。颗粒基体对硬颗粒起支撑的作用,要有一定的强度和硬度。基体主要有不锈钢、工具钢和高速钢。不增强型铁基粉末冶金材料以其良好的力学性能、耐
5、锈钢基体耐腐蚀性能好,用在腐蚀性的环境中。高磨性、高温稳定性、耐腐蚀性受到越来越多的重视。速钢和工具钢基体主要用于耐高温、耐磨损的场合。以碳化物、氧化物、氮化物以及金属间化合物为硬颗高速钢基体中含有超过20%的各种碳化物形成元粒,以可硬化的低合金钢、工具钢、不锈钢和高速钢素。工具钢基体中的合金元素含量比高速钢中的要为基体,用粉末冶金方法制备的颗粒增强型铁基材低,有较好的压缩性。为提高基体的耐磨性、耐热性料有广阔的应用前景。以及基体与硬颗粒的润湿性,要对基体进行强化。强化的方法有:在基体粉末中添加合金元素(Cr、收稿日期:2004-08-03作者简介:章林(1980),男,硕士研究生,主要从事铁
6、基粉末冶金材料的研究。 粉末冶金工业 第·34·15卷Mo、W、V)、使用合金化的粉末以及添加硬颗粒。合金元素Cr、Mo、W、V与C形成各种硬度很高的合金渗碳体或特殊碳化物。W回火时析出M2C型碳化物,产生弥散强化作用。Mo使碳化物细小,分布均匀,提高红硬性。V回火时析出VC,分散度大,不易聚集长大,提高热硬性和增强二次硬化效果。Cr提高淬透性和回火硬度,提高抗氧化的能力。Co是非碳化物形成元素,提高二次硬化能力、红硬性和热硬性。112 硬颗粒图1 机械合金化制备颗粒增强材料11211 对硬颗粒的要求
7、[8]212 反应机械合金化(ReactionMechanicalAl2颗粒硬度远高于基体硬度,耐磨损,能有效地保loying,即RMA)护基体。颗粒在烧结时,不与基体发生剧烈的反应,RMA也是采用MA的方法球磨,但加入的是颗粒与基体界面结合良好。硬颗粒的形成元素,硬颗粒在球磨过程中或在随后11212 硬颗粒的种类的烧结工序中原位合成。其优点是颗粒界面不受污硬颗粒有碳化物(WC、Mo2C、VC、S
