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粉末冶金材料熱處理的影響因素分析

2020-02-03 22:15:41      點擊:
    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,特別是孔隙率的變化與熱處理的關系,為了改善致密性和晶粒度,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,淬透性隨著孔隙率的增加而下降。另一方面,孔隙還影響材料的密度,對材料熱處理后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,在淬火中會產生軟點,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產生影響。熱處理硬化深度隨銅含量、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致奧氏體組織不均勻;

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致密化,但是,燒結溫度的不同,特別是溫度較低時,會導致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。
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