热处理对粉末冶金温压铁基合金的作用2011-5-14

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1、热处理对粉末冶金温压铁基合金的作用黄钧声*作者简介：黄钧声（1964－），男，湖南省长沙市人，工学博士，副教授，硕士生导师，一直从事高性能金属材料的研究，E-mail：GL@gdut.edu.cn，电话：020－39322570，李崔昕（广东工业大学材料与能源学院，广东广州510006）摘要：采用粉末冶金温压工艺制备了Fe-3.5Ni-1.95Cu-0.54Mo-0.2C合金，并进行了渗碳淬火和回火的热处理，研究了热处理对合金的力学性能和微观组织的作用，结果表明：经过热处理后，该合金的抗拉强度可由650MPa提高到1024MPa，硬度可由93.5HRB提高到44

2、.5HRC。经热处理后生成了大量板条马氏体。烧结体合金的断裂属于韧性断裂和解理断裂共存的混合型断裂，热处理态合金的断裂为脆性准解理断裂。关键词：热处理；粉末冶金；温压；力学性能；微观组织EffectsofHeat-treatmentonPowderMetallurgyIron-basedAlloyMadebyWarmCompactionHUANGJunsheng,LICuixin（MaterialsandenergyFacultyinGuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510006,P.R.China）Abstrac

3、t:Fe-3.5Ni-1.95Cu-0.54Mo-0.2Calloywaspreparedbypowdermetallurgy(P/M)warmcompaction,thenwasheat-treatedwithquenchingandtempering.Theeffectsoftheheat-treatmentontheP/Miron-basedalloymadebywarmcompactionwereinvestigated.Theresultsshows:afterheat-treatment,theultimatetensilestrengthwasin

4、creasedfrom650MPato1024MPa,thehardnesswasincreasedfrom93.5HRBto44.5HRC,andalotofmartensiticplateswerecreated.Thecracksofthesinteredalloyweremixturefracturemodeoftoughnessandcleavage.Thecracksofheat-treatedalloywerequasi-cleavagebrittlefracture.Keywords:heat-treatment;powdermetallurgy

5、;warmcompaction;mechanicalproperty;microstructure各国经过多年的研究，开发出多种不同的粉末冶金生产工艺，如高温烧结、渗铜技术、复压复烧、粉末锻造、热等静压、喷射沉积、快速压制等。由于这些工艺存在着不同程度的成本和零件尺寸精度保证困难等问题，使本富于竞争力的粉末冶金零件的潜力难以得到充分发挥。近十几年来国外又开发成功了粉末冶金温压技术，以其经济可行性引起了轰动并获得了很大的商业成功，现已被认为是20世纪90年代以来粉末冶金零件生产技术方面最为重要的一项技术进步[1]。现在关于铁镍铜系材料温压的相关研究已取得了较快的进

6、展，如采用温压模壁润滑工艺以铁基粉末(94Fe+2Cu+2Ni+1Mo+1C）为基粉并混合以质量分数0.3％的聚合物，在压制温度130℃和压制压力700MPa下得到密度最高达7.34g/cm3压坯部件，在烧结炉中以1150℃烧结得到密度高达7.32g/cm3的零部件，硬度295HB,经拉伸试验测得抗拉强度高达853MPa[2]。采用低温温压工艺以铁基粉末（Fe＋4Ni+0.5Mo+1Cu+0.5C）为基粉并混以新型石蜡润滑剂在粉末加热温度95℃、模具温度125℃、压制压力615MPa下得到7.34g/cm35的压坯，烧结后获得7.33g/cm3的部件[3]。还获

7、得了密度7.30g/cm3以上、抗拉强度700MPa以上的高性能烧结部件[4-5]。热处理是显著提高铁基粉末冶金零件材料力学性能的工艺手段之一。热处理能提高粉末冶金烧结钢的强度、硬度和耐磨性，特别是对于烧结合金钢，只有经过热处理，才能充分发挥合金化的作用。粉末冶金烧结钢零件与铸锻钢零件的最大区别之一是前者存在有孔隙，并可能存在组织不均匀性和密度不均匀性，这些特点会明显影响热处理后零件的材料力学性能[6]。为了进一步提高温压件烧结体的强度和硬度，人们开始对粉末冶金温压烧结体进行热处理加工[2],获得了抗拉强度1086MPa、伸长率3.7％。但是研究还很不系统和很不

8、深入。本文对此进行了探索