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粉末冶金材料熱處理的影響因素分析

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人氣:-發表時間:2019-04-16 08:41【

粉末冶金材料在燒結過程中生成的孔隙是其固有特點,也給熱處理帶來了很大影響,特别是孔隙率的變化與熱處理的關系,為了改善緻密性和晶粒度,加入的合金元素也對熱處理有一定影響:

1.孔隙對熱處理過程的影響

粉末冶金材料在熱處理時,通過快速冷卻抑制奧氏體擴散轉變成其他組織,從而獲得馬氏體,而孔隙的存在對材料的散熱性影響較大。通過導熱率公式:

導熱率=金屬理論導熱率×(1-2×孔隙率)/100

可以看出,淬透性随着孔隙率的增加而下降。另一方面,孔隙還影響材料的密度,對材料熱處理後表面硬度和淬硬深度的效果又因密度影響而有關聯,降低了材料表面硬度。而且,因為孔隙的存在,淬火時不能用鹽水作為介質,以免因鹽分殘留造成腐蝕,所以,一般熱處理是在真空或氣體介質中進行的。

2.孔隙率對熱處理時表面淬硬深度的影響

粉末冶金材料的熱處理效果與材料的密度、滲(淬)透性、導熱性和電阻性有關,孔隙率是造成這些因素的最大原因,孔隙率超過8%時,氣體就會通過空隙迅速滲透,在進行滲碳硬化時,增加滲碳深度,表面硬化的效果就會降低。而且,如果滲碳氣體滲入速度過快,在淬火中會産生軟點,降低表面硬度,使材料脆變和變形。

3.合金含量和類型對粉末冶金熱處理的影響

合金元素中常見的是銅和鎳,它們的含量與類型都會對熱處理效果産生影響。熱處理硬化深度随銅含量、碳含量的增加而逐漸增高達到一定含量時又逐漸降低;鎳合金的剛度要大于銅合金,但是鎳含量的不均勻性會導緻奧氏體組織不均勻。

4.高溫燒結的影響

高溫燒結雖然可以獲得最佳的合金化效果和促進緻密化,但是,燒結溫度的不同,特别是溫度較低時,會導緻熱處理的敏感性下降(固溶體中的合金減少)和機械性能下降。因此,采用高溫燒結,輔助以充分的還原氣氛,可以獲得較好的熱處理效果。

粉末冶金材料的熱處理工藝是一個複雜的過程,它與孔隙率、合金類型、合金元素含量、燒結溫度有關系,同緻密材料相比,内部的均勻性較差,要想獲得較高的淬透性,要提高完全奧氏體化溫度并延長時間,不均勻奧氏體滲碳可得到不受奧氏體飽和碳濃度限制的高碳濃度。另外,加入合金元素也可提高淬透性。蒸汽處理可顯著提高其防腐性能和表面硬度。

此文關鍵字:粉末冶金熱處理

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