添加青铜粉对烧结316L不锈钢组织和性能的影响

研究了添加青铜粉对316L烧结不锈钢的密度、硬度和微观组织的影响。结果表明：添加青铜粉末提高了316L不锈钢的生坯密度。烧结样品的密度和硬度均随青铜粉体积分数的增大而提高，烧结温度升高也有利于316L烧结不锈钢密度和硬度的增大，最佳烧结温度为1200℃左右。当青铜粉的体积分数为30％、烧结温度为1200℃时，316不锈钢的最大相对密度和硬度分别为95．1％和HRB83。添加青铜粉引起的液相烧结使不锈钢颗粒球形化趋势明显，颗粒表面平直化。     

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。     

不同粒度粉末注射成形试样的烧结性能

对平均粒径为65．71μm和9．57μm的316L不锈钢水雾化粉及其混合粉末进行注射成形，探讨在粗粉末中加入细粉末对混合粉末的烧结致密化过程和力学性能的影响。结果表明，在粗粉末中加入25％（质量分数）的细粉末，可以提高粗粉末的烧结活性；烧结样密度达到理论密度的95％，抗拉强度达498MPa，屈服强度达192MPa，伸长率为52％，硬度为HRB60，即在粉末成本增加不多的基础上，力学性能大大超过了单一粗粉末烧结样，基本达到了美国MPIF关于316不锈钢注射成形烧结件的性能标准，为316L不锈钢粉末注射成形较大尺寸件提供了一条可行途径。     

表面活性剂对MIM316L不锈钢粉末制备性能的影响

采用高压水气联合雾化工艺,在雾化水中加入适量表面活性剂,制备了MIM用超细316L不锈钢粉末,研究了表面活性剂对粉末雾化制备的影响。结果表明:表面活性剂的加入会一定程度地影响粉末的振实密度、粒径和粒度分布及表面形貌等。其中,十二烷基硫酸钠(SDS)能有效降低粉末颗粒粒径和提高振实密度,当SDS用量为1%(质量分数)时,粉末颗粒的中位径由10.33μm降低到8.76μm,振实密度可由4.16 g/cm3提高到4.65 g/cm3,且得到的不锈钢粉末分散均匀,颗粒表面光滑且呈类球形。粉末制成喂料,经注射成形及脱脂烧结后,样品指标均达到美国MPIF标准,当烧结温度为1 380℃时,烧结密度和硬度分别为7.85 g/cm3、70 HRB。经此工艺制得的316L不锈钢粉末,性能达到国内先进水平。     

两相质量比对粉末冶金双相不锈钢显微组织与力学性能的影响

将316L奥氏体不锈钢粉末与430铁素体不锈钢粉末分别按照80:20、65:35、50:50质量比混合, 采用冷等静压成型方法制备了双相不锈钢, 研究了奥氏体和铁素体起始粉末质量比对双相不锈钢组织结构和力学性能的影响。结果表明: 当奥氏体和铁素体起始粉末质量比为65:35, 烧结温度1350℃, 保温时间60min时, 双相不锈钢综合力学性能较好, 其中, 抗拉强度为847MPa, 屈服强度为281MPa, 硬度为HV207, 断后伸长率为37.5%。     

注射成形含氮无镍不锈钢的研究

为了扩大不锈钢的应用范围与节省较昂贵的镍资源,笔者以粒径<38.5μm含氮不锈钢粉末和多组元粘结剂(PW,HDPE,SA)为原料,采用粉末注射成形工艺制备了0Cr17Mn12Mo2N含氮无镍奥氏体不锈钢材料,并对其表面状态与显微组织、拉伸断口形貌以及力学性能、耐蚀性能进行了分析与测试.结果表明:使用上述粘结剂能够成功地实现含氮不锈钢粉末的注射成形;在流动N2气氛中,0.1MPa,1340℃下烧结120min,再经热处理后,注射成形0Cr17Mn12Mo2N不锈钢烧结体的相对密度可达到97.6%,含氮量达到0.83%(质量分数).该含氮无镍不锈钢具有良好的强度和塑性:抗拉强度σb=910MPa,屈服强度σ0.2=560MPa,伸长率δ5=46%,断面收缩率Ф=39.5%,硬度(HRB)为91.7,各项性能指标均优异于MIM 316L不锈钢.     

ZrO2/不锈钢不同电导率复合材料的设计和制备

针对普通材料无法同时兼顾导电性能与力学性能这一问题,以316L不锈钢粉末和ZrO₂粉末为原料,采用真空热压烧结的方法,制备了具有梯度特征的ZrO₂/316L复合材料,其中316L不锈钢粉末的体积分数分别为50%、60%、70%、80%、90%,对复合材料的表观形貌和性能进行观察测试。结果表明,当烧结温度为1 300℃,316L体积分数为50%时,该复合材料属于陶瓷基复合材料。当体积分数增大至60%后,复合材料开始形成316L骨架,并且随着316L体积分数的增加,其内部的不锈钢形态由弥散分布的独立球形转变为成片的连结状,最终变成金属基复合材料。复合材料的硬度和电阻率均随316L体积分数的增加而降低。     

选区激光熔化316L/430双相不锈钢组织和性能

以气雾化316L和430混合粉末为原料,采用选区激光熔化工艺制备了316L/430双相不锈钢。利用光学显微镜、电子材料试验机、电化学工作站研究了选区激光熔化双相不锈钢固溶处理前后的显微组织、力学性能和耐腐蚀性能。结果表明：当固溶温度为1250℃时,铁素体与奥氏体两相面积比为45.7:54.3,此时试样的力学性能较好,抗拉强度830 MPa,屈服强度340 MPa,硬度HV 356,断后伸长率25%;当固溶温度为1150℃时,试样的耐腐蚀性能较好,自腐蚀电流密度为3.196×10^-6A·cm^-2,点蚀电位为-0.118 V。     

FeCrBSi预合金粉末对金属注射成形316L不锈钢烧结性能的影响

研究了添加不同质量分数FeCrBSi铁基预合金粉末（FeCrBSi）作为烧结助剂对金属注射成形316L不锈钢（316L）烧结性能的影响,通过电子密度计、金相显微镜及洛氏硬度计等仪器分析讨论了烧结制品的烧结密度、金相显微组织及硬度等性能。结果表明:在1360℃烧结时,FeCrBSi与316L形成了超固相线液相烧结,液相的增加有利于烧结致密化,烧结密度随着FeCrBSi质量分数的增加而升高,孔隙度逐渐降低。当FeCrBSi质量分数为3%~5%时,烧结密度达到7.81~7.87 g·cm-3;当FeCrBSi质量分数增至7%时,烧结出现变形。制品硬度随相对密度的上升而提高,在FeCrBSi质量分数为3%时达到最大值（HRB 75）,此时力学性能亦表现优异。     

金属注射成形HK30不锈钢的尺寸稳定性与力学性能

采用金属注射成形工艺制备HK30不锈钢车用增压涡轮,研究金属注射成形工艺参数对增压涡轮尺寸稳定性及力学性能的影响。结果表明,采用成分为90%POM+4%PP+2.5%PW+1%SA+2%EVA+0.5%EBS (质量分数)的多组元塑基黏结剂时,成形件具有最佳的保形性;喂料的最佳粉末装载量(体积分数)为60%,此时喂料的熔融流动指数为1 220.7 g/10 min,烧结收缩均匀性最佳;最佳的注射条件为注射温度190℃、注射压力为237.6 MPa,所得增压涡轮注射坯的形状完好且质量一致性最好;最佳烧结温度为1 310℃,此时涡轮各叶片的尺寸稳定性最佳,合金的相对密度达到99.72%,抗拉强度和屈服强度分别为600 MPa和289 MPa,硬度(HV)为170。     

金属注射成形气雾化和水雾化316L不锈钢耐蚀性

对气雾化和水雾化316L不锈钢粉末进行注射成形和烧结,对烧结体的耐蚀性进行了测试和评价。结果表明通过控制烧结气氛,优化烧结温度,可以使烧结体具有较低的氮氧含量和较高的烧结密度,从而获得良好的耐蚀性。用5%HCl浸泡腐蚀和Ferroxyl腐蚀评级方法评定烧结不锈钢的耐蚀性,研究结果表明烧结水雾化316L不锈钢耐蚀性优于气雾化316L不锈钢。阳极极化曲线表明水雾化316L不锈钢烧结体在浓度为0.05 mol/L的硫酸中发生钝化,维钝电流约为10-4A/cm2。     

粉末注射成形奥氏体不锈钢的疲劳和冲击强度

本文的目的是研究粉末性能对粉末注射成形奥氏体不锈钢的力学性能(特别是疲劳和冲击强度)的影响。试样用混有聚酰氨粘结剂系的水雾化(WA)和气雾化(GA)粉末制成。注射坯在空气中脱粘，而后在不同温度、不同保温时间下真空烧结。粉末性能对烧结体的密度、显微组织和力学性能有显著影响。孔和析出物显示出Ostward时效，而孔和析出物的长大满足Lifshitz-Wagner方程。WA和GA粉末试样的疲劳极限分别约为300MPa和310MPa。它们的疲劳强度略低于常规锻材。烧结体的冲击值随密度增加线性增大。     

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。     

316L不锈钢粉末温压与模壁润滑的高密度成形

通常在室温下，用内润滑厅式难以将316L不锈钢粉末压制成高密度生坯。本工作研究了316L不锈钢粉末的温压、模壁润滑和同时使用温压与模壁润滑的压制过程。研究发现：（1）模壁润滑和温压的同时使用可大幅度提高316L粉末的模压生坯密度。（2）复合润滑剂比单质EBS蜡更适用于有模壁润滑的温压过程，在工业常用的压制压力下，粒度〈74μm的316L粉末的生坯密度超过7．4g／cm^3。（3）316L粉末的高密度成形使得粉末颗粒强烈塑性变形，出现了晶粒内的亚晶结构。（4）同时使用模壁润滑和温压得到的高密度生坯在烧结过程不会发生体积膨胀，烧结密度超过7．56g／cm^3。     

烧结工艺对316L不锈钢组织与性能的影响

通过研究烧结气氛和烧结温度对冷等静压态316L不锈钢组织和力学性能的影响,探究了烧结的致密化过程,并初步分析了挤压之后不锈钢的组织与性能。发现真空条件下获得的力学性能均比Ar气氛下烧结的好;在N2气氛烧结的不锈钢抗拉强度为803.5 MPa,屈服强度为407.2 MPa,但是断后延伸率仅为33.7%。在真空气氛下进行烧结,随温度的升高,孔隙率下降、孔隙尺寸减小并发生球化;通过对比烧结温度的影响,得出在1 380℃进行烧结获得的力学性能最好,抗拉强度为578.4 MPa,断后伸长率为52.0%,并且晶粒比较细小。经过挤压处理,不锈钢晶粒进一步细化,抗拉强度为675.6 MPa,屈服强度为305.4 MPa,断后伸长率为45.6%。     

烧结气氛对MIM316L不锈钢微观组织和性能的影响

在Ar、Ar+H2、N2、N2+H2四种气氛下对MIM 316L不锈钢进行了烧结,讨论了烧结气氛对样品C、O、N含量、烧结密度、晶粒形貌和力学性能的影响.结果表明四种气氛烧结下样品C、O、N含量可控制在许可范围内.烧结气氛的露点显著影响着合金的致密化和最终力学性能;N2+H2气氛烧结下样品的抗拉强度和延伸率分别可达到765 MPa和32 %;Ar和Ar+H2气氛烧结下样品致密化程度高(可达理论密度的98 %),孔隙细小、圆滑、分布均匀,晶粒尺寸大约为50μm;样品的力学性能如下极限拉伸强度630 MPa、屈服强度280 MPa、延伸率52 %、硬度HRB 69.5.     

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。     

ARZ陶瓷颗粒增强316L不锈钢复合材料的制备及性能

采用粉末冶金工艺制备了Al₂O₃增强ZrO₂(alumina reinforced zirconia,ARZ)陶瓷颗粒增强316L不锈钢(316L不锈钢/ARZ)复合材料，研究了ARZ陶瓷颗粒体积分数对316L不锈钢/ARZ复合材料的微观组织、相对密度、硬度、耐磨性的影响。结果表明：当ARZ陶瓷颗粒体积分数为20%时，复合材料的相对密度达到97.53%，与不锈钢基体相当；继续加入ARZ陶瓷，陶瓷颗粒发生团聚降低了复合材料相对密度。316L不锈钢/ARZ复合材料的硬度随着ARZ陶瓷颗粒体积分数的增高而增大，当ARZ陶瓷颗粒的体积分数为60%时，复合材料的硬度达到最大值HRB 96.8。复合材料耐磨性优于不锈钢基体，其中含有体积分数为60%ARZ陶瓷颗粒的复合材料体积磨损率较基体减少了4.2倍；随着ARZ陶瓷颗粒含量的增加，复合材料的耐磨性提高，复合材料的磨损机理主要为316L不锈钢的剥落。     

造孔剂含量对多孔金属材料性能的影响

以316L不锈钢粉、PMMA粉末为原料,采用粉末烧结法制备多孔不锈钢盘。采用扫面电子显微镜、泡压法孔径分布仪、透气测定仪等对不锈钢盘的孔径、渗透系数、微观结构等进行了表征。结果表明：随着PMMA含量减小,多孔金属烧结盘厚度降低,其烧结后金属颗粒间距减小,更易形成烧结颈。最佳烧结温度1 100℃,当PMMA含量最小时,其透气率达到最小值63 m³/(m²·kpa·h),平均孔径降低至2.79μm。     

金属注射成形440C不锈钢的性能及其变形控制

用金属注射成形方法(MIM)制备了440C不锈钢样品,讨论了烧结工艺对其力学性能和耐腐蚀性的影响,并分析了碳、氧含量、装载量对烧结变形的影响,结果表明:440C不锈钢合适的真空烧结温度为1 230-1 240℃,在真空1 240℃烧结保温30 min试样的密度为7.56 g/cm3,热处理后的抗拉强度和硬度分别为876.3 MPa和57.7 HRC;注射成形440C不锈钢在NaCl溶液中主要发生点蚀,热处理后,残余奥氏体基体中析出碳化物,其周围的贫铬区将成为被优先腐蚀的地方;碳含量的波动影响其尺寸精度,甚至会引起变形;提高试样固体粉末装载量有利于提高制品的密度和尺寸精度,装载量60%的试样在1 240℃烧结后的收缩率为14.6%.