氮对末冶金高氮无镍不锈钢组织与性能的影响

采用常压氮气熔炼与高压氮气雾化工艺制备出不同氮含量的无镍不锈钢(17Cr12Mn2MoN粉末,并利用热等静压(HIP口)工艺成形.采用扫描电镜、电子探针显微镜、XRD、金相显微镜和万能力学试验机等测试手段及设备,研究不同氮含量对无镍不锈钢(17Cr12Mn2MoN)组织和性能的影响.研究结果表明,随着氮含量增加,无镍不...     

金属注射成形17-4PH高强度不锈钢的研究

使用热脱粘-真空烧结连续工艺制取金属注射成形（MIM）17—4PH不锈钢。观察分析了MIMl7—4PH试样烧结态和时效态的显微组织，测试了其力学性能和耐蚀性能。结果表明，使用粉末装载量（体积分数）为65％的注射料，采用热脱粘-真空烧结连续工艺，在1360℃下烧结2h的MIM17—4PH经热处理后达到的综合性能为p=7．72g／cm^3，σb=1100MPa，σ0.2=1053MPa，δ=14％，αkv=630kJ／m^2，HRC=37。     

粗粉末金属注射成形烧结件的性能

对平均粒度分别为65.71μm, 26.69μm和19.25μm的3种较粗(相对于一般注射成形用细粉而言)水雾化316L不锈钢粉末进行了注射成形, 讨论了粉末粒度对金属注射成形烧结件性能, 如烧结密度、孔隙形貌、金相组织和力学性能的影响。结果表明, 只要工艺控制得当, 三种粗粉末都能用于金属注射成形, 且可得到比细粉更小和更稳定的烧结收缩率, 较高的密度, 较好的拉伸强度、屈服强度、硬度等力学性能。其中平均粒径为19.25μm粉末的烧结样品的力学性能为: 抗拉强度506 MPa、屈服强度193 MPa、延伸率54%、硬度HRB61, 达到并超过了美国MPIF关于316L不锈钢细粉末注射成形烧结件的性能标准值。     

MIM Fe基合金的固溶强化

研究金属粉末注射成形(MIM)铁基合金在强还原性氢气氛烧结条件下的合金化强化效果。结果表明,添加Cu、Ni、Mo等元素能取得显著的固溶强化效果,其中成分为Fe-2Ni-2Cu-0.45Mo的机械性能达到σ_b=483 MPa,σ_s=340 MPa,δ=9％和HRB=83。     

综合信息

文　　摘2 0 0 2 0 2 0 1　表面反应对注射成形料流变性能的影响/ＪｏｈａｎｓｉｏｎＥ等 / /ＰＭ 2 0 0 0在粉末粒度添加剂分子大小以及粉末与添加剂之间的反应等方面 ,研究了含Ｆｅ - 2 %Ｎｉ或 316Ｌ不锈钢粉的注射成形料中 ,表面活性添加剂的作用。测定了受添加剂影响的流变特性 ,注射成形料由聚乙烯和各种添加剂构成。2 0 0 2 0 2 0 2　水溶粘结剂不锈钢的注射成形 /ＢａｋａｎＨＩ等 / /ＰＭ 2 0 0 0介绍 17- 4ＨＰ不锈钢件的注射成形。平均粉末粒度 2 0ｎｍ ,固体填料占体积分数 6 5 %。在 130～14 0℃注模。粘结剂含有高比例的聚乙…     

粉末装载量对金属注射成形17-4PH不锈钢力学性能的影响

在硝酸气氛下对注射成形17-4PH不锈钢坯体中的粘结剂成分POM(polyformaldehyde,聚甲醛)进行催化脱脂,然后在真空烧结炉中进行热脱脂和烧结,研究粉末装载量和催化脱脂时间对催化脱脂率的影响,以及粉末装载量对烧结不锈钢的显微组织、致密度与抗拉强度的影响。结果表明:烧结不锈钢的显微组织为以奥氏体为主和少量铁素体共同组成的复合组织。随粉末装载量从55.1%增加至65.7%,催化脱脂率从7.8%降低到5.2%,但烧结密度从7.56 g/cm~3增加到7.66 g/cm~3,烧结不锈钢的抗拉强度从1 076 MPa提高到1 204 MPa;130℃下随催化脱脂保温时间从30延长至90 min,催化脱脂率从4.9%增加至6.7%,在90~150 min时间段内催化脱脂率稳定在6.7%左右。粉末装载量为65.7%的注射喂料经过90 min催化脱脂,可完全脱除粘结剂中的POM,催化脱脂率达到6.72%,注射坯形成完整的连通孔道。     

熔渗铜用多孔金刚石坯体的制备

高体积分数金刚石颗粒增强Cu基复合材料由于硬度高导致其难以加工成形。采用粉末注射成形制备多孔金刚石预成形坯和Cu熔渗相结合的工艺可以实现金刚石/Cu的近净成形。本文对经过表面镀铬再镀铜的金刚石粉末注射成形涉及的关键工艺,包括粘结剂的选择、注射成形工艺过程、烧结工艺等进行研究。结果表明,采用成分为70%石蜡+25%高密度聚乙烯+5%硬脂酸的粘结剂作为金刚石粉末注射成形的载体时,喂料具备优异的综合流变性能,同时可以获得较高的固相体积分数。采用上述配方的粘结剂,最佳的注射温度为165～175℃,注射压力为80～90 MPa。脱脂金刚石预制坯最佳的烧结条件为:烧结温度1 050℃,保温时间25 min,此时坯体的强度达到10 MPa,孔隙基本全部为开孔隙。     

表面处理对316L不锈钢粉末注射成型性能的影响

以聚乙二醇/环氧树脂(PEG-EP)为粉末表面改性剂，聚甲醛系树脂(POM)为粘结剂体系，混炼制备316L不锈钢粉末注射成型喂料，并通过硝酸催化脱脂后烧结得到316L烧结样品。通过傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、接触角测量仪、旋转流变仪、万能材料试验机、金相显微镜、碳硫分析仪、显微硬度计等研究了PEG-EP对316L不锈钢粉末的包覆效果以及PEG-EP表面处理对316L不锈钢粉末注射成型喂料和烧结样品性能的影响。结果表明，PEG-EP成功包覆在316L粉末表面，改善了316L不锈钢粉末与聚甲醛的界面相容性，提高了喂料流动的性能、生坯的力学性能和烧结样品的力学性能及硬度。当添加PEG-EP质量分数为0.662%、粉末装载量(体积分数)为63%时，316L注射生坯的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度分别为10.57 MPa、8.38%、21.24 N·(mm²)^-1；烧结样品晶粒尺寸为50.8μm，最大抗拉强度和维氏硬度为688 MPa和HV 151，烧结样品的综合性能最佳。     

金属注射成形17-4PH不锈钢的研究

研究了17—4PH不锈钢的金属注射成形工艺及其流变学性能、力学性能、微观组织和耐腐蚀性能。结果表明：采用65％PW-30％EVA-5％SA粘结剂组成的注射料具有最好的综合流变学性能。在1380℃保温90min的烧结条件下，注射成形17—4PH不锈钢的力学性能最佳，孔隙分布均匀，晶粒尺寸适中。而保温60和120min则分别表现出烧结不完全和过烧现象。1380℃保温90min烧结所得到的力学性能为P=7．70g／cm^3，σb=1275MPa，δ=5％，硬度36HRC。注射成形17—4PH不锈钢的密度、抗拉强度、硬度随着烧结温度的升高而提高，伸长率则随着烧结温度的升高而下降。17—4PH不锈钢的耐蚀性好，腐蚀期长，具有活化-化金属极化曲线的特征，但钝化电位范围较窄，耐点蚀性能较差。     

304L不锈钢粉末注射成形研究

选用组分为POM、HDPE、PP以及其他辅助添加剂的粘结剂,与304L不锈钢粉末混炼制备注射成形喂料,研究了喂料,脱脂坯,烧结产品的性能。结果表明:粘结剂成分为85POM+8HDPE+7(PP+DBP)的喂料注射成形性最好,注射坯强度较高,催化脱脂效果好,脱脂过程中无明显缺陷,脱脂后坯体保形能力好。催化脱脂坯经过负压脱脂、真空内烧和强制冷却三个阶段的烧结后,产品密度为7.841 g/cm3,致密度为98.9%,硬度190 HV,抗拉强度550 MPa。     

铜包覆石墨烯增强316L奥氏体不锈钢力学性能研究

采用分子水平混合和低速球磨的方法制备铜包裹石墨烯/316 L不锈钢复合粉体,通过放电等离子烧结制备石墨烯增强316 L奥氏体不锈钢复合材料,研究铜及石墨烯对复合材料密度、硬度和拉伸性能的影响,并对拉伸断口形貌进行了分析.结果表明:通过分子混合和球磨混合可制备铜包裹石墨烯与不锈钢均匀混合的复合粉体.烧结过程石墨烯结构保持完整.铜包裹石墨烯增强体可明显改善烧结不锈钢复合材料的密度、硬度、抗拉强度和屈服强度,使其分别提高3.6%、17.4%、35.8%和34.5%.     

陶瓷颗粒增强扩散合金化钢复合材料的微观结构和力学性能

采用传统粉末冶金工艺制备了陶瓷颗粒增强Fe?0.5Mo?1.75Ni?1.5Cu?0.7C扩散合金化钢复合材料,选用的陶瓷颗粒为SiC、TiC和TiB₂。采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了烧结材料微观结构,并对烧结材料的硬度、强度和摩擦磨损性能进行了测试。结果表明,由于SiC和TiB₂与基体的化学相容性好,陶瓷颗粒与基体界面结合良好;由于TiC颗粒具有极高的化学稳定性,TiC颗粒与基体界面结合情况不理想。随着陶瓷相含量（质量分数）的增加,添加SiC和TiC的烧结试样相对密度降低;添加TiB₂的烧结试样相对密度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷含量增加,添加SiC和TiB₂烧结试样的硬度增大,当陶瓷相质量分数超过1.2%时,硬度增加缓慢;添加TiC烧结试样的硬度先增加后降低,当添加TiC质量分数为0.9%时达到最大值。随着陶瓷相含量增加,添加SiC和TiC烧结试样的强度降低,少量添加SiC对强度没有明显损害;添加TiB₂烧结试样的强度先增加后降低,当添加TiB₂质量分数为0.6%时达到最大值（971.7MPa）,比基体提高了14.1%以上。添加陶瓷相对烧结钢性能的积极影响依次是TiB₂、SiC和TiC。     

Microstructural and mechanical properties of injection moulded gas and water atomised 17-4 PH stainless steel powder

Abstract

This paper describes the microstructural and mechanical properties of injection moulded 17-4 PH stainless steel gas and water atomised powder. Gas and water atomised stainless steel powders were injection moulded with wax based binder. The critical powder loading for injection moulding were 62·5 and 55 vol.-% for gas and water atomised powders respectively. Binder debinding was performed using solvent and thermal method. After dedinding the samples were sintered at different temperatures for 1 h in pure H₂. Metallographic studies were conducted to determine to extend densification and the corresponding microstructural changes. The results show that gas atomised powder could be sintered to a maximum (98·7%) of theoretical density, and water atomised powder could be sintered to a maximum (97·08%) of theoretical density. Maximum tensile strength was obtained for gas atomised powder sintered at 1350°C. The tensile strength of the water atomised powder sintered at the same temperature was lower owing to higher porosity. Finally, mechanical tests show that the water atomised powder has lower mechanical properties than gas atomised powder.     

热等静压UNS S32750超级双相不锈钢的组织和性能

采用等离子旋转电极雾化-热等静压工艺制备了UNS S32750超级双相不锈钢。利用光学显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射、万能试验机等手段研究了热等静压UNS S32750超级双相不锈钢固溶处理前后的显微组织和力学性能。结果表明:采用等离子旋转电极雾化制备的UNS S32750超级双相不锈钢粉末在150 MPa 压力下,经1200 ℃×3 h热等静压烧结后实现了致密化,相对密度为99.7%。随炉缓冷过程中,烧结件中析出的σ相导致材料韧性显著下降。经1035 ℃×1 h固溶处理后水淬,σ相完全溶解,材料韧性显著提高,显微组织为α和γ两相组织,体积比为65:35,抗拉强度791 MPa,屈服强度586 MPa,断后伸长率38%,冲击吸收功236 J。     

孔隙度对烧结不锈钢纤维多孔材料压缩性能的影响

采用丝径为100μm的不锈钢纤维经松装烧结工艺制备了孔隙度在70%～95%之间的金属纤维多孔板材.在MTS858材料试验机上检测压缩性能,结果表明:孔隙度在82.8%以下的试件的面内应力应变曲线大致分为三个阶段,应变很低情况下的线性弹性区、屈服平台区和应力急剧增大情况下的致密化区,其中屈服平台区较长,说明该材料具有较强的能量吸收能力;随着孔隙度的增加,不锈钢纤维多孔材料的卸载模量、屈服强度减小,其中孔隙度为70%的烧结不锈钢纤维多孔材料的平均卸载模量为5.2GPa,平均屈服强度达到了23MPa;孔隙度大于90.1%的试件屈服强度很低,能量吸收能力很小.     

粉末形状与松装密度对不锈钢烧结多孔材料制备工艺及其性能的影响

通过选用气雾化及水雾化两种工艺方法制备的不锈钢粉末来制取粉末烧结多孔材料。探讨了粉末形状及松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料制造工艺中的成形压力和烧结温度等工艺参数的影响;研究了原料粉末松装密度对不锈钢粉末烧结多孔材料的透气性、拉伸强度的影响。结果表明:成形压力、烧结温度和制品的透气性受粉末松装密度影响显著。粒度范围为0.18～0.90mm时,气雾化粉末的成形压力比水雾化粉末要高近1倍;当粉末的粒度相同时,采用松装密度大的球形粉末所需的烧结温度比松装密度小的不规则粉末的高60～70℃;粒度为0.45～0.60mm时,选用松装密度为4.13 g/cm3粉末所制备的多孔制品的透气性为3.16×10-10m2,而选用松装密度为2.67 g/cm3的粉末所制备的多孔制品的透气性仅为8.8×10-11m2。不锈钢多孔材料的强度受原料粉末的松装密度影响显著;粒度相同,制备工艺相同时,采用较低松装密度的粉末的制品,能够得到较高的强度。     

陶瓷颗粒增强粉末冶金Fe-2Cu-0.6C复合材料的微观结构和力学性能

采用传统粉末冶金压制/烧结技术,经600 MPa压制、1140℃烧结制备了陶瓷颗粒增强（SiC、TiC及TiB₂陶瓷颗粒,质量分数0~1.6%）Fe-2Cu-0.6C低合金钢复合材料,对三种复合材料的微观结构和力学性能进行了研究。结果表明:在烧结过程中,SiC与TiB₂颗粒与基体发生反应,故而与基体界面结合良好;当添加质量分数为1.6%的SiC颗粒时,复合材料烧结后的布氏硬度与抗拉强度分别比基体提高了35.9%、69.4%;添加质量分数为1.2%的TiB₂颗粒时,复合材料相对密度比基体提高了5.3%,其烧结硬度、抗拉强度与基体相比分别提高了77.9%、72.6%;由于烧结过程中TiC颗粒不与基体发生反应,故而添加TiC颗粒对复合材料的布氏硬度、抗拉强度影响不大。     

氮对316LN奥氏体不锈钢力学性能和耐蚀性的影响

试验用316LN钢(/%:0.015C、0.65Si、0.90Mn、17.3Cr、12.8 Ni、2.6Mo、0.018~0.200N)由50 kg真空感应炉冶炼,破真空后加入氮化铬铁,铸锭锻成Φ20 mm棒材和热轧成4 mm板材,并分别经1 100℃30 min和10min水淬固溶处理。研究结果表明,316LN不锈钢每增加0.010%的氮,抗拉强度提高9 MPa,屈服强度提高7 MPa;伸长率降低0.55%,氮含量对断面收缩率没有影响,约保持在72.5%;氮强烈提高316LN不锈钢的耐点腐蚀性能,每增加0.010%的氮,其点蚀击穿电位提高7 mV;添加适宜的氮(0.079%N),可以改善316LN不锈钢的耐晶间腐蚀性能,过高的氮含量(超过0.120%N)对晶间腐蚀性能有害。     

Feasibility of Reducing the Porosity of Steels Made from Partially Alloyed Iron Powder

Studies of the effect of the extrusion and sintering regimes on the pore structure of steel 45N4D2M, made from partially alloyed iron powder, showed that the porosity of the powder products can be reduced to below 10% by pre-sintering the extruded products at 700–850°C to remove work-hardening that occurs during the first extrusion and then extruding the product again at 400–600 MPa to additionally compact it to a relative density of 0.90–0.93. Within the investigated density range (0.81–0.93), a decrease in porosity is accompanied by a monotonic increase in all of the mechanical properties of sintered steel 45N4D2M: a 1% reduction in porosity makes it possible to increase σ_u and σ_0.2 by 30 MPa, increase σ_b by 65 MPa, increase δ by 0.1 %, increase KC by 2.3 J/cm, and increase hardness by 10 HB. It was established that, other conditions (chemical composition, the structure of the metallic matrix) being equal, the properties of the sintered steel are determined mainly by the final porosity and are independent of the parameters of the compaction operation in which they are obtained.     

SOME MECHANICAL PROPERTIES OF SAE 1045 STEEL JOINTS BONDED WITH SINTERED COMPACTS

Abstract

The physical and mechanical properties of plain steel (SAE 1045) butt joints, bonded with a sintered alloy as a filler material, are described. Sintered alloys were made from two types of iron powders–electrolytic and Swedish sponge– with various additions ranging from 7 to 20 wt.-% of an electrolytic copper powder, a prealloyed bronze powder (90% Cu+ 10% Sn), and a mechanically mixed elemental bronze powder.

The results showed that the tensile strength was not reduced as drastically as that of the copper-brazed joints, when the thickness of the bonding material (sintered alloy) was increased. The highest bond strength in tensile and fatigue testing was obtained with the sintered alloys comprising iron powder and 10 wt.-% pre alloyed bronze powder. The results indicate that there is a practical possibility of brazing steel using sintered compact as a filler material under a neutral or a reducing atmosphere.