粉末活化烧结制备高性能铁基合金
2021-03-23曹光宇刘如铁党胜云熊翔陈洁廖宁
粉末冶金材料科学与工程 2021年1期
曹光宇,刘如铁,党胜云,熊翔,陈洁,廖宁
(中南大学 粉末冶金国家重点实验室,长沙 410083)
铁基粉末冶金材料具有原料成本低廉、综合力学性能高等一系列优点,在汽车及家电零部件行业应用十分广泛[1]。随着市场对零部件性能的要求日益提高,铁基粉末冶金材料正朝着高致密度、高强度等方向发展。通常,高性能的铁基粉末冶金材料主要受致密度和合金化元素的影响[2-3],因此,如何提高致密度和合金化效果已经成为了提高压制烧结铁基粉末冶金材料性能的关键。活化烧结是一种通过降低烧结的反应活化能或提高粉末体的内能来促使烧结体的致密度及力学性能得到提高的方法。有资料显示,在粉末冶金Fe-2Ni-1Cu-0.6C 合金中添加Cu3P 以降低烧结的反应活化能,材料的强度和硬度得到有效提高[4];若对Fe-Al 系金属间化合物进行高能球磨,能够有效增加粉末表面能和晶格畸变能,促进铁和铝的扩散反应,使得烧结体的密度和硬度相对于未经球磨的样品显著提高[5]。因此,合理利用活化烧结已经成为制备高性能粉末冶金材料的一种重要方法[6]。
本论文以Fe-3Mo-3Cr-1.2V-0.5Mn-2C 合金为研究对象,首先通过高能球磨来提高原料预合金粉的活化储能,再使用高活性羰基铁粉进一步降低烧结过程中的活化能,对比分析高能球磨活化预合金粉及羰基铁粉的加入对材料体系显微组织结构和力学性能的影响。
1 实验
实验中铁粉分别选用粒径75 μm 的雾化铁粉和平均粒径6.10 μm 的羰基铁粉;……
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