Fe-Cu-Mn-C合金的性能与烧结行为

以FeMn合金粉末的形式在铁基合金粉末中添加Mn元素,退火后得到Fe-Cu-Mn部分预合金粉末,采用模壁润滑温压工艺制备Fe-Cu-Mn-C合金,通过对合金密度与硬度的测定以及形貌观察,研究Fe-Cu-Mn-C粉末的压制与烧结行为,以及Mn含量对合金密度和力学性能的影响。结果表明,通过退火处理实现部分预合金扩散而得到的Fe-Cu-Mn粉末具有很好的压制性能,Fe-2Cu-0.5Mn-0.9C压坯密度达到7.37 g/cm3,烧结密度为7.33 g/cm3;添加适量Mn能有效提升铁基合金的力学性能,其中Fe-2Cu-0.5Mn-0.9C合金的性能最佳,抗拉强度达到715 MPa;随Mn含量增加,合金的孔隙增多、密度下降,导致强度和硬度下降。合金的局部氧化对性能产生一定的负面影响。Mn含量对合金组织影响不大,Fe-2Cu-Mn-0.9C合金呈现混合显微组织,由铁素体、珠光体和少量贝氏体构成。Mn的蒸发与凝聚是Fe-Cu-Mn-C的烧结机制。     

粉末锻造Fe-2Cu-0.5C-0.11S材料的超声疲劳

采用粉末锻造工艺制备Fe-2Cu-0.5C-0.11S材料,对该材料进行超声疲劳试验,研究材料的超声疲劳行为,并对疲劳断口形貌进行观察与分析。结果表明,Fe-2Cu-0.5C-0.11S材料不存在无限疲劳寿命,只存在条件疲劳强度,在10~5,10~6,10~7,10~8周次下材料的疲劳强度分别为543.6,437.7,351.1和281.7 MPa,疲劳断口由裂纹源区、裂纹稳定扩展区和瞬断区组成。裂纹源区内存在扇形分布的疲劳台阶和短小撕裂棱,在疲劳应力较大时主裂纹源位于材料表面,应力较小时主裂纹源位于材料内部;裂纹稳定扩展区内存在大量方向不规则的疲劳辉纹,疲劳辉纹的间隔随疲劳应力减小而减小;瞬断区整体较粗糙且不平整,内部存在大量韧窝。     

温压动态压制曲线及颗粒重排贡献率的探讨

通过对铁粉的动态压制曲线的研究认为粉末的温压成形过程可大致分为三个阶段。在第一阶段粉末颗粒重排起主导作用, 对温压致密化起了重要作用。温压成形过程颗粒重排的贡献率明显大于冷(室温)压。常规温压的颗粒重排占总压制行程的44%, 比冷压的颗粒重排份额提高了15%。而有模壁润滑温压的颗粒重排占总压制行程的50%, 比冷压的颗粒重排份额提高了31%。     

压力和浇注温度对挤压铸造镁合金组织与性能的影响

采用挤压铸造成形工艺制备AZ91D镁合金,研究了不同压力(40、80、120 MPa)和浇注温度(650、690、730和770℃)对合金组织与性能的影响,优化出高性能挤压镁合金的工艺参数。结果表明,相同浇注温度下,随着挤压压力的增大,第二相体积分数呈现略微逐渐减少的趋势,在晶界上出现的共晶组织分布越来越不连续,α-Mg相晶粒尺寸逐渐减小;相同挤压压力下,合金的晶粒尺寸随着浇注温度的升高逐渐长大。在730℃浇注温度、80 MPa挤压压力下获得的挤压铸件综合力学性能最好,其致密度达到最高,为99.78%,较原材料提高1.4%;抗拉强度由121.2 MPa提高到219.5 MPa,提高了81.1%;伸长率由1.6%提高到6.4%,提高了300%。     

Cr的添加方式与含量对粉末冶金烧结钢组织及力学性能的影响

在Fe-1.75Ni-1.5Cu-0.5Mo-0.6C粉末中,分别以添加430L不锈钢粉和CrFe合金粉的方式加入Cr元素,采用高温烧结硬化工艺制备含铬烧结钢Fe-1.75Ni-1.5Cu-xCr-0.5Mo-0.6C(x=0.5,1.0,1.5),研究铬的添加方式与含量对烧结钢组织与力学性能的影响。结果表明,与添加CrFe合金粉的方式相比,采用添加430L不锈钢粉的方式时,Cr的强化效果更好。采用该方式制备的含Cr烧结钢,随Cr含量增加,抗拉强度先上升后下降,伸长率不断下降,硬度不断提高,含铬量1.0%的材料具有良好的综合性能,生坯密度和烧结密度分别为7.18g/cm3和7.20g/cm3,抗拉强度、伸长率和硬度分别达到910MPa、2.0%和30HRC;烧结钢组织主要以珠光体、贝氏体和马氏体为主的混合组织;烧结钢的拉伸断裂以韧–脆混合断裂为主。     

退火温度对Fe-Co-(Nb,V)-B-Cu非晶合金组织及软磁性能的影响

采用单辊旋淬法制备出Fe69Co8Nb7-xVxB15Cu1(x=0,2,5,7)系列非晶合金,将非晶合金在不同温度进行退火,通过X射线衍射仪、透射电镜和B-H磁滞回线仪对退火后合金的微观组织和软磁性能进行分析。结果表明:退火温度对合金的微观组织和软磁性能影响显著,当TaTg时,由于结构弛豫,内应力的释放,非晶合金的矫顽力(Hc)降低;当Tx1TaTx2时,由于bcc结构α-Fe(Co)纳米晶相的析出,合金的饱和磁感应强度(Bs)明显增大;当TaTx2时,由于α-Fe(Co)晶粒粗化和非磁性相的析出,合金的软磁性能急剧恶化。其中Fe69Co8Nb5V2B15Cu1非晶合金在580℃退火1 h,表现出极为优异的软磁性能,其Bs=1.15 T,Hc=0.9928 A/m,μi=48460,而Fe69Co8V7B15Cu1非晶合金在650℃退火1 h,则发生软磁到硬磁性能的转变。     

SiC颗粒增强的钢基复合材料的快速磨损试验研究

本文以对ＳｉＣ颗粒增强的钢基复合材料在油润滑条件下的快速磨损试验进行研究,结果表明,添加ＳｉＣ硬质颗粒材料的耐磨性能得到明显提高,同时本文初步探讨了ＳｉＣ颗粒增加复合材料的耐磨机理。     

粉末冶金从动齿轮的高频淬火

摩托车离合器粉末冶金齿轮(见图1),是采用粉末冶金工艺无切削加工成形的,且具有径向尺寸大,高度尺寸小,中心7孔位置度要求高等特点,以往只能依赖进口。1993年,我们协同有关单位共同开发该齿轮,以实现国产化。经过近几年的攻关,取得了重大突破。由于粉末冶金齿轮存在孔隙,使导热性降低,影响淬硬层深度、硬度,也易于出现裂纹和变形。因此,该摩托车齿轮对高频淬火热处理要求较高,既要一定的表面硬度和淬硬层深度,又要防止齿轮变形和开裂。我们经过从材料到工艺的不断探索,已稳定了该齿轮的高频淬火工艺,其淬火质量达到或超过同类日本FCC公司的标准,且高频废品率明显降低。     

部分扩散预合金温压铁-铜-镍-钼-碳材料的组织与性能

对部分扩散预合金Fe-2Cu-2Ni-1Mo-1C粉末的温压行为及烧结和热处理后的组织和性能进行了研究.结果表明:模壁润滑温压工艺能明显提高烧结材料的密度和性能;在130℃、400～700 MPa压力范围内材料压坯密度、烧结密度和烧结性能均随压制压力增大而提高;700 MPa下材料压坯密度7.34 g/cm3;1 150℃烧结60 min后密度为7.32 g/cm3,抗拉强度达到853 MPa,表面硬度302 HB,伸长率4.4%;热处理对烧结材料力学性能提高效果显著;880℃淬火 350℃回火60 min材料的综合性能较好,抗拉强度1 086 MPa,表面硬度295 HB,伸长率3.7%,显微组织为马氏体、回火屈氏体和残余奥氏体.     

粉末热挤压7075铝合金的显微组织与力学性能

采用粉末热挤压法制备7075铝合金棒材,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)分析材料的显微组织,测定材料的拉伸性能,研究挤压比对7075铝合金棒材组织与力学性能的影响,并对强化机制进行理论计算。结果表明：在500℃、挤压比分别为9、16、25、36条件下进行热挤压,挤压过程中有大量第二相MgZn₂脱溶析出。随挤压比增大,粉末颗粒间的冶金结合更加充分,合金的抗拉强度与伸长率提高,挤压比为36的合金抗拉强度达到492 MPa,伸长率为27.6%,断裂方式为韧-脆性混合断裂,强化机制为细晶强化、位错强化、第二相强化与固溶强化共同作用。