烧结钢生产过程中的尺寸变化及其控制(1)

烧结零件的尺寸变化及控制对其生产过程及成本至关重要，尤其是近几年烧结硬化技术的发展，减少了烧结后精整（sizing）的可能性，对烧结过程中零件的尺寸变化及其控制提出了更高的要求，本文结合烧结钢零件的生产过程综述了影响尺寸变化的各种因素，并阐述如何协调这些因素以便最有效地控制尺寸变化。并结合烧结钢最常用的几个合金体系举例说明。     

烧结钢烧结过程中的气氛控制及其对性能的影响(2)

烧结气氛的正确选择及其控制对烧结后部件的性能至关重要。这里所谓的控制主要是指对气氛中氧及碳浓度（含量）的控制，因为两者均对烧结的质量及其后部件的力学性能、烧结表面质量等具有决定性的作用。本文综述了PM钢烧结过程中所用的不同的烧结气氛，阐述不同气氛的作用及其影响，着重分析不同气氛中碳势及氧浓度的控制，并举例说明。     

烧结钢烧结过程中的气氛控制及其对性能的影响(1)

烧结气氛的正确选择及其控制对烧结后部件的性能至关重要。这里所谓的控制主要是指对气氛中氧及碳浓度（含量的）控制，因为两者均对烧结的质量及其后部件的力学性能，烧结表面质量等具有决定性的作用。本文综述了PM钢烧结过程中所用的不同的烧结气氛，阐述了不同气氛的作用及其影响，着重分析了不同气氛中碳势及氧浓度的控制，并举例说明。     

烧结硬化粉末冶金钢在高性能零件中的应用

粉末冶金烧结硬化是一种经济有效的生产高强度零件工艺过程。但是,其后续机加工相对困难和昂贵,因此尺寸公差控制也是烧结硬化过程中关注的重要目标。本文基于MPIF标准制备了多种烧结硬化材料,并对比了它们在同等压制压力下的测试试棒以及同等密度下工业粉末冶金零件上的强度、延伸率及尺寸稳定性表现。结果表明在工业生产条件下,所有材料都得到了有效烧结硬化并表现出了优秀的尺寸稳定性。在工业零件生产中,Cr M作为一种预合金无铜添加的经济有效的烧结硬化材料,由于它的高淬透性,在0.5%C(质量分数)添加时,表现出高的尺寸稳定性及极佳的性能。     

烧结后热处理对烧结硬化粉末冶金钢零件尺寸精度与力学性能的影响

在铁基粉末冶金零件的最终形生产中尺寸精度是一个关键参数.粉末冶金零件生产厂商一直在追求较大的零件,但终端用户规定的绝对公差一般并不随零件尺寸而改变.因此,对较大的零件,尺寸变化或尺寸变化的偏差必须减小.除了与常用低合金粉末冶金钢的压制与烧结相关的尺寸变化外,烧结硬化合金对粉末冶金零件生产还提出了一些独特挑战与机遇.在烧结炉中能淬硬的零件,就不要后续淬火作业了.可是,形成的未回火的马氏体显微结构对尺寸稳定性与力学性能来说并不理想.回火的淬硬钢由于马氏体转变成了密度较高的较稳定的铁素体与碳化物显微结构,从而改善了力学性能并使尺寸产生收缩.另外,许多铜及碳含量高的烧结硬化钢牌号都会导致残留奥氏体的含量较高.残留奥氏体可改进冲击性能与延展性,但是,由于热波动残余奥氏体可转变成密度较低的贝氏体和/或马氏体从而影响尺寸的稳定性.为得到最好的力学性能与尺寸控制组合,烧结硬化钢需要进行适当的热处理.本文考察不同的烧结后热处理对烧结硬化粉末冶金钢尺寸、显微结构以及力学性能的影响.     

添加铜合金的方法对烧结Fe-Cu-C钢的尺寸敏感性的影响

在用压制-烧结工艺制造粉末冶金零件中,Fe-Cu-C是最常用的合金系统.这个合金系统有许多优势;优异的力学性能,烧结性及可竞争的生产成本.可是,当最终客户要求成品零件的尺寸进行更精密控制时,由于这种合金内在的尺寸易变性,其是不易达到的.改变添加铜或钢合金的方法时,会影响这个合金系统的尺寸稳定性.这个工作研究了使用添加雾化铜粉,扩散合金化的Fe-Cu粉及化学粘结铜粉的方式添加铜时,烧结Fe-Cu-C钢的力学性能,尺寸及显微组织的差异.     

烧结-硬化钢的尺寸精度

尺寸精度是铁基粉末冶金零件生产工艺的关键参数.除了和标准粉末冶金低合金钢的压制与烧结相关的尺寸变化外,烧结-硬化合金还会产生从奥氏体转变为马氏体的相变.马氏体是钢中密度最低的相,因此,冷却时马氏体的形成会导致零件显著胀大.当马氏体转变为密度较高的铁素体与碳化物显微组织时,回火的淬硬钢发生收缩.这两种相变对零件的尺寸变化都有很大影响.另外,在Cu与C含量高的马氏体区可能有大量残余奥氏体存在.奥氏体相密度最高,所以残余奥氏体会导致压坯胀大较小.除回火处理外,马氏体与残余奥氏体的存在都会影响零件的最终尺寸.本文考察了两个烧结-硬化钢牌号,同时通过不同的后烧结热处理,研究了这两个牌号钢的尺寸变化和显微组织变化.     

烧结过程智能优化控制方法及应用(上)

以国内外烧结过程控制技术发展状况为背景,论述了烧结过程智能优化控制的方法及应用,即烧结配料优化方法和烧结过程热状态优化控制(包括烧结终点控制和点火燃烧控制)。分析了上述三个优化控制问题的复杂性,指出了采用模糊控制、神经网络、专家系统等智能方法可以实现烧结过程的优化控制。将提出的智能优化控制方法应用于工业现场,运行结果表明:该方法不仅能在满足烧结矿质量要求的前提下,有效降低配料成本,而且显著改善了工况波动情况,提高了烧结机利用系数及烧结矿质量指标,降低了燃料消耗。最后简要展望了烧结过程控制技术今后的发展方向。     

含锰高强度低合金烧结钢(Ⅱ)——锰的加入方式和烧结过程特征

对含锰低合金烧结钢生产所涉及的工艺问题及其机理进行评述,包括烧结钢中锰的加入方式、锰的升华-凝聚机理、瞬时液相、烧结气氛和烧结温度。指出：实现含锰低合金烧结钢产业化的关键是,降低原料粉末的氧含量,防止粉末和压坯在工艺过程中氧化;含锰烧结钢烧结过程的主要特征是,烧结过程始终是在有气相锰存在的条件下进行的;含锰低合金烧结钢可以采用铁基粉末冶金材料标准生产工艺制造,在强还原性气氛中烧结,气氛露点容许高于热力学计算值。     

粉末冶金Fe-2Cu-0.8C合金零件尺寸变化的分析与控制

Fe-Cu-C合金,特别是Fe-2Cu-0.8C合金,是粉末冶金零件生产中应用最广的一类合金材料.这种材料的力学性能与烧结性优异,成本具有竞争性,但是,用于生产尺寸精密与形状复杂的零件时,尺寸变化不易控制.本文分析了影响这种合金材料尺寸变化的因素,特别是烧结时的尺寸变化.介绍了一些添加铜的方式对烧结Fe-2Cu-0.8...     

Characterization of Nickel Diffusion and its Effect on the Microstructure of Nickel PM Steels

Admixing pure elements to powder mixes can cause the formation of heterogeneous microstructures in sintered parts. For instance, nickel is renowned for forming nickel-rich areas (NRA) in powder metallurgy (PM) nickel steels due to its poor diffusivity in iron matrix (or lattice). The present work is aimed at characterizing the principal diffusion mechanisms of nickel and their influence on microstructures and properties of PM nickel steels. A new wavelength dispersive X-ray spectrometry (WDS) approach linking line scans and X-ray maps to concentration maps is proposed. Grain boundary and volume diffusion coefficients of admixed nickel have been determined in PM nickel steels using Suzuoka’s equation. Results also show that nickel distributes itself in the iron matrix mainly by surface and grain boundary diffusion.     

炼钢过程中钢水氮含量控制

为控制钢中氮含量,提高产品的内在质量,通过对炼钢转炉—LF—连铸工艺的生产实践和研究,探讨影响钢中氮含量的因素和控制措施。通过生产实践数据和研究得到,要满足钢水质量对降氮要求应采取如下措施:转炉底吹氮氩气体切换时间应控制在11 min左右,避免补吹操作,加强出钢口的维护并及时更换出钢口;LF精炼时避免钢液裸露,采用大渣量埋弧操作;连铸采用保护浇注等。     

On the Optimization of Compressibility and Hardenability of Sinter-Hardenable PM Steels

Sinter-hardenable steel powders eliminate the extra steps normally required for heat treating since they allow for direct quenching of components at the end of the sintering cycle with a forced convection cooling unit. The current article presents the results of the effect of the alloying method on the optimization of compressibility and sinter-hardenability of sinter-hardenable PM steels. Water-atomized steel powders were produced. Two successive designs of experiments were used to optimize the chemical composition with prealloyed (nickel, chromium, molybdenum, and manganese) and admixed elements (nickel, chromium, manganese, and copper). Static mechanical properties were also characterized. Results show that among all of the combinations of chemical elements and within the range of concentrations studied, the optimum sinter-hardenable powder had the following prealloyed chemistry: 1.5 wt pct Ni, 1 to 1.25 wt pct Mo, and 0.40 to 0.55 wt pct Cr.     

Serration Phenomena Occurring During Tensile Tests of Three High-Manganese Twinning-Induced Plasticity (TWIP) Steels

In this study, the serration phenomena of two high-Mn TWIP steels and an Al-added TWIP steel were examined by tensile tests, and were explained by the microstructural evolution including formation of localized Portevin–Le Chatelier deformation bands and twins. In stress–strain curves of the high-Mn steels, serrations started in a fine and short shape, and their height and periodic interval increased with increasing strain, whereas the Al-added steel did not show any serrations. According to digital images of strain rate and strain obtained from a vision strain gage system, deformation bands were initially formed at the upper region of the gage section, and moved downward along the tensile loading direction. The time when the band formation started was matched with the time when one serration occurred in the stress–time curve. This serration behavior was generally explained by dynamic strain aging, which was closely related with the formation of deformation bands.     

Project Management Process Maturity (PM)2 Model

This paper presents the project management process maturity (PM)2 model that determines and positions an organization’s relative project management level with other organizations. The comprehensive model follows a systematic approach to establish an organization’s current project management level. Each maturity level consists of major project management characteristics, factors, and processes. The model evolves from functionally driven organizational practices to project driven organization that incorporates continuous project learning. The (PM)2 model provides an orderly, disciplined process to achieve higher levels of project management maturity.     

第3代汽车钢的组织与性能调控技术

  介绍了第3代汽车钢的基础研究与工业试制工作。对国内外高性能汽车钢进行了回顾总结,在以“多相（Multi phase）、亚稳（Meta stable）、多尺度（Multi scale）”（简称M3）为特征的组织调控理论的指导下,提出了高强塑积第3代汽车钢的超细晶基体与亚稳相的组织调控思路,采用了新型中锰合金化和逆转变奥氏体(Austenite Reverted Transformation, ART)退火的技术思路。详细介绍了第3代汽车钢的基础研究进展及工业试制结果,内容包括奥氏体逆转变退火机制,超细铁素体与亚稳奥氏体的双相形成规律,高强塑积汽车钢的力学行为及其强塑化机制,第3代汽车钢的工业试制流程及其服役性能和在汽车上应用技术与前景。本研究结果形成了以高强度和高塑性为特征的高塑积第3代汽车钢的原型钢技术,为汽车轻量化与碰撞安全性能的提高奠定了材料技术基础。