王新月，李松林，刘向阳，于永亮，袁勇，郑日升

添加Fe-Ni粉对Fe-4Ni-0.4C低合金钢组织与性能的影响

王新月1，李松林1，刘向阳1，于永亮2，袁勇2，郑日升3

(1. 中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083；2. 山东鲁银新材料科技有限公司，莱芜 271105；3. 湖南富栊新材料股份有限公司，长沙 410323)

添加Fe-20Ni预合金粉末替代部分还原Ni粉作为Ni源，制备粉末冶金Fe-4Ni-0.4C低合金钢，测定低合金钢的密度、硬度与抗拉强度，并通过光学显微镜(OM)、X射线能谱分析(EDS)及扫描电镜(SEM)观察和分析材料的显微组织与结构，研究添加纳米晶Fe-20Ni预合金粉末对低合金钢组织和性能的影响。结果表明，添加Fe-20Ni预合金粉末可使Fe-4Ni-0.4C低合金钢组织分布更均匀，减少Ni的富集。当Fe-20Ni预合金粉的添加量 (质量分数，下同)为10%，压制压力为800 MPa时，合金的综合力学性能最好，与不添加Fe-20Ni预合金粉末的材料相比，抗拉强度提高14.9 MPa。

粉末冶金；Fe-20Ni预合金粉；Fe-Ni-C；力学性能；显微组织

粉末冶金低合金钢因制备工艺简单、成本低廉，并且可通过改变合金元素的组成得到具有不同性能的产品而得到广泛应用。提高合金钢强度依然是粉末冶金低合金钢研究的核心问题[1-3]。常见的低合金钢体系有Fe-C、Fe-Cu-C、Fe-Mn-C、Fe-Cr-C和Fe-Ni-C等，Ni是粉末冶金低合金钢中的一种新型添加元素，在烧结过程中能够缩短Fe原子的扩散路径，从而提高Fe的扩散速度。同时，在低合金钢中引入Ni，可产生固溶强化作用，提高合金钢的力学性能。但Ni元素为低扩散合金元素，容易形成富Ni区，富Ni区被认为是促进裂纹扩展的原因[4-5]，从而降低合金钢的力学性能。……