C与Cr含量对粉末锻造Fe–Cu–C–Cr合金组织和物理性能影响

通过改变粉末锻造Fe–Cu–C–Cr合金中C、Cr的质量分数，研究C、Cr含量对合金组织和物理性能的影响。结果表明：在不添加Cr的情况下，合金的组织主要为铁素体和渗碳体，合金硬度和抗拉强度随C含量的增加小幅增加，C含量对合金最终摩擦系数的影响不大；添加Cr元素后，合金密度降低，组织也较为复杂，合金硬度随Cr含量的增加而增加，最高可达HRA68.6。C和Cr共同影响合金高温抗拉强度，Fe–2Cu–0.5C–5Cr抗拉强度最高，为378 MPa。合金摩擦系数随Cr含量的增加而减小，当Cr质量分数为10%时，合金最终摩擦系数为0.195，磨损方式为氧化磨损和少量的磨粒磨损。     

粉末锻造Fe–Ni–Cu–C–Mo齿轮材料热处理及性能研究

对Fe–Ni–Cu–C–Mo粉末锻造材料的锻后热处理工艺进行了研究,通过动态连续冷却转变试验绘制出该材料的连续冷却转变（continuous cooling transformation,CCT）曲线,指导材料锻后冷却工艺的选取。对Fe–Ni–Cu–C–Mo淬火试样进行不同温度的低温回火试验,探究不同回火温度对该材料微观组织与力学性能的影响。结果表明,当锻后冷却速率大于7.0 ℃·s?1时,Fe–Ni–Cu–C–Mo粉锻材料组织全为马氏体,硬度趋于稳定;在150 ℃和175 ℃回火,碳化物均匀地分布在马氏体板条内部,起到析出强化的作用,材料表现出优异的抗拉性能。     

Fe–Mo–(Ni/Cu)–石墨粉末冶金复合材料的制备及组织性能研究

采用粉末冶金方法制备了Fe–Mo–Ni–石墨(Fe–Mo–Cu–graphite,FMNG)和Fe–Mo–Cu–石墨(Fe–Mo–Cu–graphite,FMCG)材料,对比研究了Ni及Cu组元对Fe–Mo–石墨材料组织、物相、硬度及抗压强度等的影响。结果表明:烧结态FMNG、FMCG材料组织主要由珠光体、铁素体、贝氏体、石墨及夹杂分布的强化相Mo_2C、Fe_3Mo_3C组成;热处理提高了FMCG/FMNG材料的硬度及抗压强度;FMCG材料的抗压强度高于FMNG材料;FMCG材料的硬度低于FMNG材料。     

三元硼化物金属陶瓷覆层材料耐腐蚀性能研究

以Mo粉、FeB合金粉和Fe粉为基本原料，分别加入Cr、Ni、C或同时加入Cr、Ni、C合金元素成分，采用原位反应真空液相烧结工艺，在Q235钢基体上制备三元硼化物金属陶瓷覆层材料。研究了合金组分对覆层材料耐腐蚀性的影响。结果表明，三元硼化物金属陶瓷覆层材料的覆层具有远比钢基体优越的耐蚀性，C组分的单独加入降低了覆层的耐蚀性，Cr、Ni组分的加入显著提高了覆层的耐蚀性，同时加入Cr、Ni、C作为合金组分使覆层具有最佳的耐蚀性。     

机械合金化与热等静压制备Cu–Cr–Mo合金

通过机械混合和机械合金化工艺制备Cu–9.3Cr–9.3Mo（质量分数）粉末,并利用热等静压压制Cu–Cr–Mo合金。采用X射线衍射和激光粒度分析等方法表征了粉末物相、组织分布和粒度;通过对相对密度、硬度、电导率等性能检测和微观组织观察分析了合金性能。结果表明,机械合金化过程可诱导Cu–Cr–Mo过饱和固溶体形成,合金的晶格畸变程度提高,晶粒尺寸和粉末颗粒尺寸减小,制备的合金块材硬度高,相对密度和电导率理想,综合性能优异。     

CuCrMoFe系触头材料的初步研究

对CuCrMoFe新型真空开关触头材料的显微组织、合金元素分布及断口形貌进行了观察研究。结果表明,CuCrMoFe合金仍为两相合金,以Cu为基体的固溶体相和以Cr为基体的固溶体相。Mo全部分布于Cr中,Fe主要分布于Cr中,少量也分布于Cu中,合金断口形貌为穿晶解理断裂,晶粒较CuCr50的细小,力学性能优于CuCrFe。     

稀土添加量对TiC基钢结硬质合金性能的影响

采用真空烧结法以TiC粉、纯Mo粉、纯Cr粉、羰基Fe粉、鳞片状石墨等为原料,制备了TiC基钢结硬质合金,并采用含Ce的环烷酸稀土作为成形剂,通过加入不同含量的Ce元素对其进行改性。利用SEM、万能实验机、洛氏硬度计等对烧结试样进行显微组织和性能分析。结果表明,添加稀土元素进行改性后的合金试样接近全致密;同时,TiC更加均匀地分布于基体中;添加Ce元素质量分数为0.2%时,合金抗弯强度达到最大值,相比不含Ce的合金试样提高近28%。     

合金元素对12Cr1MoV钢中Fe的自扩散和C的扩散能力的影响

应用余氏理论计算了 2 0℃～ 70 0℃不同温度下αFe -Me、Fe -C和Fe -C-Me单元的价电子结构 ,并根据价电子结构分析了 1 2Cr1MoV钢中Cr、Mo、V等合金元素对Fe的自扩散和C的扩散能力的影响。分析发现 ,Mo对Fe的自扩散抑制作用显著 ,V能加剧自扩散 ,Cr的作用则不明显。合金元素和C的结合力比Fe与C的结合力强 ,对C的扩散有一定抑制作用 ,而且V的作用最大 ,Mo次之 ,Cr的作用最小     

锻造温度对含钼粉末热锻合金显微组织及力学性能的影响

采用粉末热锻工艺制备Fe-1C-2Cu-xMo (x=0.50, 0.85, 1.46, 质量分数)合金, 分析锻造温度和Mo质量分数对烧结态及锻造态合金密度、显微组织、静态力学性能和动态摩擦性能的影响。结果表明: 锻造工艺能够有效提高材料密度, 锻后合金相对密度可达到98.5%, 锻态合金组织主要由贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成。合金硬度随Mo质量分数的增加而提高, 随锻造温度的升高先降低后提高, 1050 ℃锻造Fe-1C-2Cu-1.46Mo合金硬度可达HRB116.38。Mo质量分数和锻造温度共同影响合金横向断裂强度, 1000 ℃锻造Fe-1C-2Cu-0.50Mo合金强度最高可达2608MPa, 合金断裂方式为韧脆混合型断裂。材料动态摩擦性能随Mo质量分数的增加显著提升, 当锻造温度为950 ℃且Mo质量分数为1.46%时, 材料的摩擦系数仅为0.088, 明显低于其他材料且波动较小。     

机械合金化与放电等离子烧结制备WC颗粒增强Fe基合金的组织与力学性能

将Fe粉、Cu粉、Ni粉、Mo粉、C粉和WC粉混合,球磨40h后进行放电等离子烧结,制备WC颗粒增强Fe基合金,研究WC颗粒对球磨后粉末的形貌、相组成,以及WC颗粒含量(质量分数)对烧结合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:WC颗粒在球磨过程中起加强研磨的作用,经过40 h球磨后,Cu、Ni、Mo和C等合金元素完全固溶于Fe基体中。WC颗粒的添加有助于得到组织均匀、细小的Fe基合金,合金的微观组织以粒状珠光体为主,含有一定量的残余奥氏体、渗碳体/碳化物及WC颗粒;不含WC颗粒的合金和含10%WC颗粒的合金密度分别为7.79 g/cm3和8.09 g/cm3,均接近全致密。添加10%WC颗粒的合金具有较好的综合力学性能,硬度和抗弯强度分别达到54 HRC和2 780 MPa,比不含WC颗粒的合金硬度和抗弯强度分别提高6 HRC和488 MPa。但过多的WC颗粒反而使合金的抗弯强度下降。     

Fe-1.0Cu-2.0Ni-0.55Mo扩散型合金钢粉的研制

本文针对莱粉公司生产的Fe-1.0Cu-2.0Ni-0.55Mo扩散型合金钢粉的生产工艺、粉末性能及其烧结件性能进行了研究。结果表明,采用本工艺生产的扩散型合金钢粉基本保持了基体粉末压缩性高、流动性好的特点,可获得高的压坯密度和烧结体密度;合金粉末损失少且分布均匀,制件尺寸精度高、机械性能稳定;扩散合金化效果好,制件具有较高的硬度和抗拉强度。同时,该生产工艺减少了合金粉末(细粉)的损失和飞扬,生产环境得以很大改善。     

Mn含量对粉末冶金铁铜碳低合金钢组织与力学性能的影响

采用铜粉、石墨粉和铁粉为原料,以Fe-74.8Mn-6.9C中间合金粉的形式加入Mn元素,制备粉末冶金Fe-x Mn-(2-x)Cu-0.3C(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1。质量分数,%)低合金钢,研究Mn含量对该合金组织与力学性能的影响。结果表明,合金组织由铁素体和珠光体构成。加入含Mn中间合金粉对混合原料粉末的压制性能没有明显影响。随Mn含量增加,合金中孔隙的数量增多,尺寸变大;合金密度先升高后降低,Mn含量为0.4%时合金密度最大,达到7.24 g/cm~3;合金硬度先升高后降低,Mn含量为0.6%时硬度最大;合金抗弯强度下降,冲击韧性升高,Mn含量超过0.4%时二者变化均较小。因此Fe-0.6Mn-1.4Cu-0.3C合金具有较好的综合性能,硬度(HRB)和冲击韧性分别达到57.4和8.80 J/cm~2,比Fe-2Cu-0.3C合金分别提高5.3和0.82 J/cm~2,材料呈部分韧性断裂特征。     

部分扩散铁基合金粉末的压缩性及烧结均匀化

研究了（%）Fe-1.5Cu-2Ni、Fe-7MC、Fe-2Cu-0.6P部分扩散粉末（分别混入碳）试样的压缩性、烧结均匀化程度、机械性能等。实验结果表明:部分扩散粉末具有较高的压缩性,同时也有较好的烧结均匀化性能,烧结后铜、钼、磷等元素得到较均匀的分布。上述三种材料的烧结态强度分别为500、600和700 N/mm2。     

Fe-Ni-Mo-C粉末锻造钢的综合性能和组织

研究了不同的愿料粉末、Mo含量、不同锻造温度和回火温度对Fe-Ni-Mo-C系粉末锻造钢综合力学性能和组织的影响。由水雾化4600合金粉制得的成分为Fe-2Ni-0.5Mo-0.25C、密度为7.7g/cm~3的粉末锻造钢,经渗碳、淬火、回火后具有最佳综合力学性能,其冲击韧性达32J/cm~2,极限拉伸强度达1280MPa,硬度为HRC53.7。     

铜基高通量换热管内多孔层的制备及性能研究

烧结型高通量换热管是通过在普通换热管内表面烧结一定厚度的多孔金属层达到强化沸腾传热的效果,多孔层的烧结温度对基管性能不能有损伤,同时要求多孔层本身孔隙连通,与基管结合较好,且耐蚀性与基管相当。本文设计了一种适用于铁白铜基管（BFe10-1-1）的管内多孔层烧结合金粉末Cu-10% Ni-20% Zn-2% Sn（质量分数）,该粉末成分耐蚀性优于基管。烧结实验结果表明,该合金粉末在940℃下烧结时对基管性能无损伤,烧结后与基管结合良好,同时粉末多孔层内部孔隙均匀联通;进一步的应用实验也证明,该多孔层合金粉末具有非常好的传热效果。     

高能球磨对新型TiC钢结硬质合金组织和性能影响的研究

采用行星式球磨机对Fe-3.0Cr-3.0Mo-0.5Cu-0.5C-33TiC新型钢结硬质合金混合粉末进行高能球磨,对不同球磨时间粉末的形貌和粒度进行观察,测定了烧结后合金的密度、硬度和抗弯强度,并对其组织结构进行了分析.结果表明：球磨初期,粉末粒度迅速减小,粉末出现片状形貌,随着球磨时间增加,粉末粒度减小速度变缓,最后趋于稳定,片状形貌逐渐消失,不规则球形形貌增多.球磨过程中,Fe与其它添加元素（C、Mo、Cu）发生合金化反应.在一定时间内,随着球磨时间的增加,混合粉末成分均匀性增加,合金的密度、硬度和抗弯强度也明显提高.     

The influence of Mo and Co on the embrittlement of an Fe-Ni-Mn alloy

In the “as rolled” condition an Fe-6 Ni-5 Mn maraging type alloy was found to be brittle exhibiting intergranular fractures. The addition of 2.5 pct Mo and 5.0 pct Mo increased the impact toughness of the “as rolled” material and changed the mode of brittle fracture to transgranular cleavage. The addition of 9 pct Co embrittled the alloy. On aging Mo and Co raised the peak hardness of the base Fe-6 Ni-5 Mn alloy, however, aging led to rapid embrittlement. The base alloy and an alloy containing 2.5 pct Mo showed brittle intergranular fractures on aging. The addition of 5 pct Mo gave rise to brittle transgranular cleavage fractures on aging at 450°C, but at temperatures less than 450°C there was always up to 20 pct intergranular fracture present in brittle fractures. At temperatures greater than 475°C brittle intergranular failure occurred in the 5 pct Mo alloy due to a grain boundary film of M₆C and Fe₂Mo. This paper is based upon a thesis submitted by D. R. Squires in partial fulfilment for a higher degree of CNAA at Sheffield Polytechnic.     

Deformation Behavior of Powder Metallurgy Connecting Rod Preform During Hot Forging Based on Hot Compression and Finite Element Method Simulation

Powder-forged connecting rod with a complex geometry shape always has a problem with nonuniform density distribution. Moreover, the physical property of preform plays a critical role for optimizing the connecting rod quality. The flow behavior of a Fe-3Cu-0.5C (wt pct) alloy with a relative density of 0.8 manufactured by powder metallurgy (P/M, Fe-Cu-C) was studied using isothermal compression tests. The material constitutive equation, power dissipation (η) maps, and hot processing maps of the P/M Fe-Cu-C alloy were established. Then, the hot forging process of the connecting rod preforms was simulated using the material constitutive model based on finite element method simulation. The calculated results agree well with the experimental ones. The results show that the flow stress increases with decreasing temperature and increasing strain rate. The activation energy of the P/M Fe-Cu-C alloy with a relative density of 0.8 is 188.42 kJ/mol. The optimum temperature at the strain of 0.4 for good hot workability of sintered Fe-Cu-C alloy ranges from 1333 K to 1380 K (1060 °C to 1107 °C). The relative density of the hot-forged connecting rod at the central part changed significantly compared with that at the big end and that at the small end. These present theoretical and experimental investigations can provide a methodology for accurately predicting the densification behavior of the P/M connecting rod preform during hot forging, and they help to optimize the processing parameters.

     

Effect of Iron Content on Sintering Behavior of Ti-V-Fe-Al Near-β Titanium Alloy

Two near-β Ti-10V-3Fe-3Al and Ti-10V-2Fe-3Al alloys were produced by blended elemental powder metallurgy using hydrogenated titanium and V-Fe-Al master alloy powders. The distributions of the alloying elements were investigated at different stages of transformation of the heterogeneous powder compacts into the final homogeneous alloy product. The influence of iron content on chemical homogenization, densification, microstructure, and mechanical properties of as-sintered alloys was discussed with respect to the fast diffusion mobility of iron in titanium. It was concluded that a 1 pct increase in Fe content, as the alloying element with the fastest diffusivity in titanium, has a positive effect on densification. However, this also results in some grain coarsening of the final material. The attained mechanical properties were comparable with those of cast/wrought near-beta titanium alloys.