粉末冶金材料学

1.粉末冶金技术的特点（优越性）

能制造熔铸法无法获得的材料和制品

1、难熔金属及其碳化物、硼化物和硅化物；

2、孔隙可控的多孔材料

3、假合金

4、复合材料；5微、细晶（准

晶）和过饱和固溶的块体金属和制品；

能制造性能优于同成分熔铸金属的粉末冶金材料

1、制造细晶粒、均匀组织和加工性能好的稀有金属坯锭；

2、制造成分偏析小、细晶、过饱和固熔的高性能合

金；

具有高的经济效益

1、少无切削；

2、工序短，效率高；

3、设备通用性好，适合于大批量生产；

2.粉末冶金材料的分类

1、机械材料和零件；

2、多孔材料及制品；

3、硬质工具材料

4、电接触材料；

5、粉末磁性材料；

6、耐热材料；

7、原子能工程材料；

3.粉末冶金材料的孔隙产生过程及其存在形态

产生过程：颗粒间隙（松装粉末聚集体或粉末成形素坯）烧结形成孔隙。存在形态：开孔：与外表面连通的孔隙，半开孔：孔隙只有一端与外表面连通的孔隙，闭孔：与外表面不连通的孔隙，连通孔：互相连通的孔隙

4.孔隙对材料性能影响的基本理论；

减小承载面积；应力集中剂（减小孔隙尺寸、孔隙球化、孔隙内表面圆滑处理能有效降低应力集中，从而提高强度和韧性）应力松弛剂：裂纹遇到孔隙后被磨钝，提高断裂水平

5.哪些力学性能对孔隙形状敏感：强度、弹性模量、延伸率、断裂韧性、冲击韧性、硬度

6.提高粉末冶金材料密度的方法:复压复烧，溶浸、粉末冶金热锻

7.固溶强化机理：晶体中有合金元素，固溶原子与晶体中缺陷的交互作用，溶质元素使基体（溶剂）金属的塑性变形抗力、强度、硬度增大，延性和韧性降低

8.影响固溶度（合金溶解度）的因素：晶格因素，相对尺寸因素，化学亲和力，电子浓度因素

9.什么是金属材料热处理？将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以改变金属或合金的内部组织结构，使材料满足使用性能要求。

10.加热奥氏体化时影响粒度的因素：加热温度和保温时间，加热速度，合金元素，原始组织

11.刚冷却时等温转变的基本类型及对应组织结构的名称

共析钢等温转变：珠光体，贝氏体，马氏体；亚共析钢等温转变：奥氏体，铁素体，珠光体；过共析钢等温转变：奥氏体，渗碳体，珠光体

12.烧结钢热处理的工艺特点及注意事项

工艺特点：奥氏体化温度高：致密钢为AC+30- 50C,烧结钢为AC+104200C,密度的要求：烧结钢密度过低（V

6. 0g/cm3 ）淬火无任何效果，淬透性比致密钢差

注意事项：（1）孔隙率〉10%易腐蚀，不能在盐浴中加热（2）表面热处理前应进行封孔处理：滚压、精整、或氮化、

硫化处理（3）加热时应气氛保护或添加保护性填料（4）淬火介质不能用水。

13.烧结钢淬透性的影响因素：孔隙度，合金元素，氧、碳含量

14.身高结钢合金化的特点：1、孔隙的影响：密度低于6. 5g/cm3，合金的强化作用很弱；2、某些强化效果好合

金元素，如Cr. Mn易氧化，常以中间合金粉或预合金粉引入；3、铜和磷常用，4、烧结钢中常用的合金元素除碳

外，主要有Cu Ni、Mo Ct、P等

15.C含量对烧结Fe-C系结构与性能的影响

珠光体随C含量而增大而增大，渗碳体随C含量而增大而增大强度有极大值，塑性（延伸率、断面收缩率）单调下降；由于碳分布不均匀，一般烧结钢显微组织为：珠光体+铁素体+少量渗碳体+孔隙+夹杂

16.常见烧结碳钢显微组织：铁素体，珠光体，渗碳体

17.影响烧结碳钢化合碳含量的因素：1、石墨加入量，2、烧结气氛3、烧结温度4、烧结时间5、氧含量

18.烧结钢牌号的标准及识别：

1、烧结铁：FTG10-10、FTG1— 15、FTG10-20；

2、烧结低碳钢 FTG3—10、FTG30-15、FTG30-20；

3、烧结中碳钢：FTG60- 15> FTG60-20. FTG60- 25;烧结高碳钢:FTG90- 20、FTG90- 25、FTG90—30

19.20. Fe-Cu系烧结时Cu、C含量对铜钢尺寸的影响

1、与Fe-Cu r元系烧结尺寸变化区别较大；

2、碳降低Fe-Cu的熔点、降低Cu在丫- Fe中的溶解度，增加液相含量，促进收缩；

3、C加入可显著改变Fe-Cu-C系烧结尺寸变化

4、有一个尺寸稳定区：C< 1% 1% < Cu < 3% 21. 22. 23. 24.铝、線、镭、钻在烧结钢中的作用及工艺注意事项

Mo的作用：固溶强化、主要是细化晶粒，提高淬透性和防止回火脆性引入Mo应注意的事项：Mo在铁中的扩散系

数远低于C,选用共还原Fe-Mo合金粉或Mo-Fe中间合金粉替代Mo粉線是扩互溶产生固溶强化，在一定添加量

内银可提高强度而不降低韧性。注意事项：線在奥氏体铁中的扩散系数低于碳和铜，选用细線粉并在较高温度下烧结

（1200C）；当線含量超过2?3%寸，線和碳对收缩同时起作用，温度越高收缩也越大；引入少量的铜可控制这种过大的收

缩。Mn的作用：固溶强化；提高钢的淬透性引入Mn应注意：猛与氧亲合力强，在一般烧结气氛下易氧化且难以还原，应以含碳的母合金形式引入Cr的作用

:提高钢的强度，还可以改善钢的抗氧化性和抗腐蚀性。当含量较少时，Cr主要是通过稳定过冷奥氏体改善组织而其强化作用引入Cr应注意：易氧化，采用混合粉烧结时Cr以Fe-Cr中间合金或b相粉形式加入到配料中；烧结时严格控制气氛的露点或真空烧结25.磷钢的烧结机制

烧结钢中加入P可改善和提髙强度和韧性1）固溶强化；2）与Fe在1050C共晶反应，形成液相，促进致密化；3）铁在铁素体中的扩散系数比在奥氏体中的扩散系数大 100倍左右。而P有缩小奥氏体相区的作用，使铁在铁素体相区或铁素体+奥氏体双相区烧结，故P能促进铁的扩散，加速铁的致密化和孔隙球化4）加P可使Fe-P合金收缩明

显，可分别或同时加入Cu和石墨来抑制收缩

26.采用铜，锡元素混合粉为原料制备锡青铜合金，烧结时应注意的事项

1、低密度制品（〈7g/cm3）用混合粉；高密度制品（> 7g/cm3）用合金粉；

2、为改善锡青铜的性能，一般会引入其它合金元素如P、Zn、Ni等

27.锌黄铜烧结为什么优先采用合金粉，合金粉烧结时的注意事项

1、锌在烧结时易挥发，故常用雾化合金粉，但仍存在烧损。注意事项：1）气氛干燥；2）采用含锌的填料密封；3）

提高升温和降温速度4、烧结温度一般控制在固相线以下100C左右,5、通过复压复烧将孔隙率降至3?6%,冷锻

和热锻都可降至密度提高至 97?98%

28.什么是線银合金？

将黄铜中的锌用银替代10%^20%就得到線黄铜，Cu-NI-Zn三元合金呈银白色，故又称線银合金。

29.什么是烧结铝，烧结铝的基本工艺过程

铝合金包括两个大类：铸造铝合金和变形铝合金，工艺过程：制粉、混料、压制、烧结和后处理等

30.粉末冶金热锻对粉末冶金原料的要求

1）优先雾化预合金粉，保证成分均匀，有利于合金化和热处理强化。2）合金元素的选择要考虑其与氧的亲和力。

如Cr、Mn V Ti、Al等合金元素不宜，当Cr. Mn含量小于1%进行防氧化处理措施后也可应用；常用的合金元素为Cu. Mo和 Ni 等。3）原料粉的纯度要高，氧含量和非金属夹杂物含量低。

31.铁基粉末冶金结构材料烧结工艺及各工艺环节的气氛控制

铁基粉末冶金零件（主要是烧结钢）通常是采用铁、石墨和合金元素的混合粉经压制和烧结制成。在烧结过程中的完成烧结体与气

氛的反应以及合金化，并决定最终的组织结构。只有制定合理的烧结工艺，才能获得合格的烧结钢产品。气氛控制：

1 ?预热区I段：为了有利于润滑剂的烧除，此区需要氧化性气氛。通常采用的是放热型气氛或混有空气的氮、空气混合气体。

2 ?预热区H段：预热区H段是氧化物还原区，此段需要还原性气氛。通常采用吸

热性气氛或还原性氮基气氛。3.烧结区：烧结区是高温区。两个以上组元的压坯在此区域将发生合金化反应。因此这一区的气氛必须要有维持烧结零件成分的作用。对烧结钢而言，需要维持一定的碳势，通常采用可控碳势气氛，

如吸热性气氛或添加有甲烷的氮基气氛，并通过调节气氛中C02 H20或CH4的含量來维持一定的碳势。4.预冷区：

对烧结钢而言，这一区为重新渗碳区。在烧结区产生脱碳的烧结零件，可在这一区域采用渗碳性气氛.如CO、CH4

含量较高的吸热性气氛或含甲烷的氮基气氛，恢复或增加烧结钢零件的碳含量。 5.冷却区：这一区的气氛主要起

保护作用，防止烧结零件氧化（变黑或变蓝），以便获得正常的显微结构、性能稳定、再现性好的烧结零件。通常采用氮气和有轻度还原的烧结气氛。

32.铁基粉末冶金零件的水蒸气表面处理的热力学和动力学原理：

3Fe0+H20二Fe304+H2Fe+H20二FeO+H： 3Fe+4H2O二Fe3O4+4H2 （低于 570 C）根据热力学原理厶 Z二 RTInKp , Kp二pH2O/pH2 反应取决于蒸汽压与氢的气压比和温度。在570 C下，只要不断地通入水蒸气，反应便会连续地朝生

成Fe304的方向进行，因为水蒸气中不存在氢。动力学：水蒸汽首先吸附于铁的表面，发生氧和氢的分解反应，

氧原子具有很强的活性，与铁反应生成Fe304的速度很快。由于Fe304膜比较致密.在铁的表面形成连续的氧化膜。

33.烧结减磨材料常用的润滑剂

石墨，硫和硫化物，硒化物和硝化物，氟化物，六方氮化硼，一些有机物

34.烧结含油轴承自润滑的原理

1）热的作用：轴旋转时，因摩擦使轴承升温，导致润滑油粘度降低并同时受热膨胀，油便从孔隙中渗出渗出形成油膜、维持润

滑。轴停止工作，轴承温度降低，油因冷却而收缩，在毛细管吸力下进入轴承内的孔隙内储存起来2）泵的作用：轴旋转时，把润滑油从一个方向压入孔隙，油通过轴承内的孔隙通道渗至较远处后又益处到工作面，使润滑油不断循环使用、

35.钢背轴瓦复合减摩材料的种类：

1）铜铅合金（铅青铜）；2 ）多孔铜银合金，孔隙中浸渍巴氏合金；3）多孔锡青铜浸渍易熔减摩合金（或浸渍氟塑料、

浸油）；

36.钢背-烧结铜铅合金双金属带材生产工艺：粉末冶金+压力加工+机械加工

1）制粉：雾化法制取铅青铜粉。铅含量可达 50%以上，粉末粒度控制在0.40mm左右;2 ）钢带去锈，调平，根据需要可以电镀铜或锡；3）布粉，布粉厚度在0.4至1.5mm之间，可预先在钢带上涂胶以稳定粉末；4）还原气氛下预

烧，温度780?850 C,保温时间15?20分钟；5）轧制，精确控制压下量，以保证全致密，但压下量过大会导致二次烧结出汗；6）二次烧结，工艺同预烧；7）二次精轧制至预定尺寸；8）后加工成轴瓦、轴套：下料、打弯、成

形、整形和机械加工；9）电镀Cu-Sn> Pb-Sn-Cu或Pb-In合金保护膜，膜厚0. 05mm

37.DU和DX复合减摩材料的性能

DU 1 ）可在干燥条件下工作，2）在-200^280 C范围内减摩性能和耐蚀性基本不变，3）强度高，可承受高的动负

荷和静负荷；4）滑动平稳，5）对绝大多数溶剂和和许多工业液体（包括水和油）与气体都是稳定的，6）可用于

粉尘浓度高的场所，7）适用于转动、摆动、往复运动和滑动等，8）也可在液体润滑条件下使用

DX 1）不适用于干摩擦，2）涂润滑脂后寿命比DU长，3）适用范围不及DUT, 3）在聚甲醛减摩层加入固体润滑

剂，女口 Pb PbI2,以改进减摩性能;

38.摩擦材料的分类：

1）石棉摩擦材料2）半金属摩擦材料3）粉末冶金摩擦材料4）碳-碳摩擦材料

39.粉末冶金摩擦材料的组成及各组元的作用

1.基体组元：其成分、结构决定了摩擦材料的强度、耐热性和耐磨性 2、润滑组元：其成分、结构决定了摩擦材料

的强度、耐热性和耐磨性3、摩擦组元：提高摩擦系数，消除摩擦对偶件表面从烧结摩擦片转移过來的金属，减少对偶表面的擦伤和磨损。摩擦组元不是对配偶件的磨料磨损，而是保证与对偶件达到最佳啮合，并使对偶表面保持良好的性能。

40.低熔点金属用作润滑组元的白调节原理在无润滑摩擦状态下，铅由于摩擦温升而融化，形成润滑膜，降低摩擦系数，同时降低摩擦面的温度，降温后铅又凝固，使摩擦系数回升至原有水平。称之为低熔点金属用作润滑组元的自调节原理。

41.粉末冶金摩擦材料的制造工艺

1）钢背的加工：铜基20钢，铁基合金钢。2）钢背涂覆：铜基镀铜（10?15微米）+镀锡（3?5微米）；铁基镀铜

+镀線或直接镀铜，钝化处理，使用时再酸洗。3）混料：一次混入或逐级混（铜基：SrT Si02-Pb- Fe- 石墨；铁基：石棉粉-

Si02- BaSO- Cu-Fe-石墨）、4）压制：（1 ）将粉末直接压在钢背上（薄离合器片）：铁基300?600MPa铜基 150?300MP& （2）先将粉料压型后再与钢背叠合（制动片）5）烧结：压力：铜基逐步加压至IMPa烧结温度750?850C ；

铁基逐步加压至1. 5?1. 8MPa,烧结温度1030?1100C; 6）烧结后处理与检测

42.粉末冶金多孔材料的主要用途冶金和化学工业的高温、高压过滤和分离材料，催化反应的催化剂的载体，航空与液压系统的油类的过滤与净化，液态金属如钠、锂和钮的过滤；航空发动机和火箭高温部件的冷却部件等。

43.金属粉末多孔材料粉末常见的固结工艺

1、模压成型与烧结

2、等静压制

3、松装烧结

4、粉末增塑挤压

5、粉浆浇注

44.泡沫金属材料制备方法及用途

1、化学镀和电镀

2、液态金属发泡法

3、熔盐浇铸法

4、粉末冶金法用途：泡沫金属主要用于：催化剂载体、多孔电极、阻火器、过滤器、消音减震器和热交换器等。

45.多孔材料汞压入法孔径测定的基本原理

润湿现象

46.过滤精度及影响过滤精度的因素

1、过滤精度又称净化精度，可用过滤时透过多孔体的最大固体微粒的尺寸表示，也可用过滤时过滤元件所能截留的最小固体微

粒的尺寸表示。过滤精度取决于过滤元件的孔径大小。2、过滤精度受原料粉末粒度、生产工艺（成

形压力、添加剂含量、烧结温度等）和过滤过程等影响

47.影响多孔材料透过性能的因素

1、粉末性能

2、孔隙度

3、材料厚度

4、工作条件

5、制造工艺参数

48.常见粉末冶金多孔材料的种类

金属粉末多孔材料，金属纤维多孔材料，泡沫金属材料

49.粉末冶金多孔材料用作热交换材料进行冷却的方式有哪些

1、发散冷却

2、发汗冷却

3、自发汗冷却

50.接触电阻：接触电阻是指两接触元件在接触部位产生的电阻。R=E/I接触电阻包括两部分：收缩电阻Rc和膜电

阻 Rf R二Rc+Rf

51.解释触头材料熔焊现象

熔焊是指触头闭合后出现熔化而使开关不再断开的现象，必须用外力才能拉开触头。触头熔焊分静熔焊和动熔焊两种。静熔焊：触头闭合时，由于触头本身的电阻和接触电阻的存在，使触头表面局部熔融而发生的熔焊。动熔焊：

触头接通时，由于动触头打击静触头产生弹跳而引起电弧所产生的熔焊。

52.电触头的破坏形式

1、起弧

2、氧化

3、熔焊

4、桥接

53.电触头材料的分类及实例

1、按电流、电压等级分类：1）高、中压触头材料：主要用于各类高压重负载断路器（如空气断路器、油断路器、

SF6断路器及真空断路器）的触头材料2）低压触头材料：分两类：保护电器触头，控制电器触头3）弱电触头材

料

2、按制造方法分类：1）熔炼加工触头材料：包括铜及其合金，银及其合金，金基合金，钳族合金；2）烧结触头

材料：包括各类假合金、金属-氧化物触头材料以及难熔金属餌、铝触头。

3、按材料组合类型分类

1）金属-金属2 ）金属-金属氧化物3 ）金属-无氧难熔化合物4 ）金属-减磨材料

54.压制烧结法制备电触头材料常用工艺技术

固相烧结材料：Ag-Ni , Ag-Fe, Ag （Cu） -石墨，低W的Ag-W和Cu-W活化烧结材料：W Mo触头；液相烧结材料：高W 的Cu-W Ag-W或高WC的Ag-WC触头

55.采用压制-烧结-复压-复烧或退火工艺制备银基触点的注意事项

银基触点不能仅依靠提高压力来提高密度，因为烧结时银粉会释放气体，当素坯致密度过高时，孔隙通透性差会影响气体排放而产生张力使坯体膨胀。必须选择适当的成形压力和烧结温度，以保证足够的烧结收缩以便于用同一模具复压，该工艺获得的触点仍有一定的孔隙度，性能不高。

56.压制-烧结-挤压工艺的优点

1）挤压后致密度高达99%,材料的物理机械性能和耐电弧烧损等电性能大为提高； 2 ）材料成分及质量较其它方法

（如合金内氧化法和共沉淀法）易于控制，产品性能的稳定性和一致性好；3）复合体系中的第二组元，如石墨、

線、氧化物等成纤维状排布，且纤维排列方向垂直于触点使用面，耐电弧烧蚀性大大提高。

57.Ag-C触点为什么要进行表面脱碳处理

由于Ag-C触头抗熔焊性好，难焊接，在用压制-烧结法制取时，均覆以纯银焊接层。烧结挤压法没有纯银覆层，所以要采用脱碳处理，使焊接表面烧出而获得纯银覆层。

58.溶浸法适合制造哪些触点

该工艺可制备儿乎无孔的触点，适用于高钩或钳的W-Ag W-Cu Mo-Cu及高碳化钩的WC-Ag WC-Ci等高压触点。

59.CdO在银基触点中的作用和机理

CdO使触头抗熔焊、耐电弧烧损；原因：（1）受热分解而吸收大量的热，靠Cd的挥发去冷却基体并熄灭电弧；（2）

CdO的存在提高了表面熔融物的粘度，防止融化的银被电弧吹离（3） CdO相当于夹杂聚集在固-液界面，使形成的

熔焊物变脆，减少熔焊的危险；

60.与W-Cu触头材料相比，Cu-Cr合金有哪些优点

既保留了难熔组元-良导电金属类材料的某些优点，又使电流分段能力大为提高；由于Cu和Ct蒸气压相当，起弧

时二者熔化与蒸发的量也大致相等，凝固后触头材料表面较为光滑平整，成分与熔化前相同，能保持开断能力不下降；由于Cr 与氧的亲和力大，吸氧作用好，能使真空度维持在较低的恒定值，有利于触点介质具有较高的介电强度。

61.高性能粉末冶金材料及技术的特点

1、粉末冶金技术获得高性能的基本方法是全致密化：热压、热等静压、热挤压、粉末热锻以及各种粉末坯锭的热加工；

2、在全致密化的过程中同时实现近终成形（近净成形），节省贵重金属用量，减少能耗

3、化学成分设计上的灵活性和微观组织结构的完整性方面优于熔铸合金。

62.雾化粉末成分偏析现象及原因

a）温度过冷：形成枝晶，枝晶间距与冷却速度有关；b）成分过冷：凝固部分的成分不同于残留的液相，液相内含有过剩的溶质，形成微偏析，典型的微偏析是晶内偏析。

过冷层深形成枝晶凝固，过冷层薄形成胞状组织

63.粉末冶金热致密化的流动工艺模型

流动模工艺：比HIP经济的固结工艺，利用金属内膜在热压温度下软化，将压力均匀传递到粉末上，达到近似HIP 的效果。（1）可釆用普通压机，压力比HIP高6-10倍；（2）热压温度比HIP低（约1000C左右），致密化时间可缩至1 秒以内；（3）合金晶粒极为细小，特别适合RSP粉;⑷ 流动模采用NI-Cr连续固溶体，其熔点和软化温度可调，模具可多次使用且能回收利用；

64.什么是氧化物弥散强化型高温合金

氧化物弥散强化（ODS高温合金是一类由热稳定性好的超细氧化物质点（大小为儿十个纳米以内、间距约100纳米）均匀弥散在普通高温合金基体中起补充强化作用的合金，该合金兼有沉淀强化和弥散强化两种机制，合金经热加工后晶粒具有与定向凝固合金相似的织构特征。

65.ODS高温合金的制造工艺过程

（1）粉末原料制备：&、选择还原法b、预合金粉末部分氧化法c、机械合金化法（2）固结-热机械加工

66.高速钢中合金元素及作用

钩钩是造成高速钢红硬性的主要元素，而且是强碳化物形成元素。钩部分固溶于基体，而且与碳原子的亲和力强，能提高回火马氏体的分解温度；同时钩的原子半径大，能提高铁的自扩散激活能，改善钢的回火稳定性。鹄的碳化物在淬火加热时很难溶解，对晶粒长大起阻碍作用，能提高淬火加热温度以提高奥氏体的合金度；回火时从奥氏体中析出碳化物，弥散分部在马氏体基体内，与碳化锐一起造成钢的一次硬化效应。部分碳化物留在回火a相中，提高钢的红硬性和抗回火性。钩的不利影响是大幅降低钢的导热性和增加碳化物的不均匀分布。

铝与鹄同族，晶体结构与原子半径相近，化学性质相同，在钢中的作用也一样。钮也是强碳化物形成元素，能提高钢的硬度和红硬性，造成二次硬化。可取替代鹄。含钮钢的特点是碳化物偏析程度轻，热塑性好。由于碳化物

(Fe, Mo)6C溶于奥氏体温度比(Fe, W)6C低，淬火加热时易出现晶粒长大，过热敏感型高；同时鋁高速钢的氧化脱碳倾向也大。銘洛的主要作用是提高淬透性，含量都在4%左右，洛主要生成Cr23C6型碳化物，而且与鹄铝形成复式碳化物，

防止鹄钮的碳化物转变成稳定的 WC和MoC使其以M6C型碳化物存在于钢中。M6C在淬火加热时易溶于奥氏体，提高钢的合金度，增强二次硬化效应和钢的红硬性。铭儿乎全部溶于奥氏体，提高其稳定性和淬透性。铭还能提高钢的抗氧化、脱碳和抗腐蚀性。当锯的含量超过4%,将增加残余奥氏体的量，使淬火后硬度降低。高銘钢的残余奥氏体

回火稳定性好，增加回火工序的困难。

锐锐是造成钢的红硬性好的主要元素之一，因为它形成稳定的VC,回火后以细弥散质点析出，硬化作用比鹄更强。钩靠溶于固溶体中来提高马氏体回火稳定性的。VC的显微硬度高，对提高耐磨性作用显著，但锐能降低钢的被磨削性能。超硬型高速钢含有较多的帆，如W12Cr4V4Mo

钻钻不形成碳化物，绝大部分溶于固溶体中。钻能提高莱氏体熔化温度，是形成碳化物元素更多地溶入奥氏体，增大合金度，从而显著提高钢的硬度和红硬性。钻还能促进钢在回火过程中析出弥散度高的碳化物，提高回火硬度。但是，钻降低钢的淬透性，而且增加钢的脆性，脱碳倾向也大。

碳碳不仅与合金元素形成碳化物，同时还对钢起固溶强化和提高淬透性的作用。高速钢的碳含量必须严格控制：碳低，不能形成足够数量的碳化物，降低淬火加热时溶于奥氏体的碳与合金元素的含量，导致硬度和红硬性不足；碳高，增加碳化物的不均匀性，降低钢的塑性。

67.不锈钢中合金元素的种类及作用

(1)銘銘对耐腐性起主要作用。一是使钢在氧化性介质中钝化，形成致密的氧化薄膜，防止氧向深层扩散；二是

提高Fe的电极电位使其由负变正，提高抗电化学腐蚀能力。11.7%r是不锈钢的最低Cr含量，电极电位随Cr含量

增加按n/8规律跳跃式增大；Cr含量超过12. 7%,钢为单一的铁素体组织。

⑵線線是形成稳定奥氏体的主要元素。不含Cr时，Ni含量需超过24%t能获得低碳的奥氏体组织。Ni与Cr配

合使用来提高耐蚀性，加入線是为了得到单一的奥氏体组织，从而提高其耐腐蚀性和工艺性；控制Ni的含量也可

得到奥氏体-铁素体双相组织，可通过热处理强化；

粉末冶金材料标准表

公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一> GB/T14667.1-93 <二> MPIF-35

烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊

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烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊 编辑版word

粉末冶金工艺及材料基础知识介绍

粉末冶金工艺及材料基础知识介绍 粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比，具有以下特点： 1．粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的，因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。 2．提高材料性能。用特殊方法制取的细小金属或合金粉末，凝固速度极快、晶粒细小均匀，保证了材料的组织均匀，性能稳定，以及良好的冷、热加工性能，且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制，可提高强化相含量，从而发展新的材料体系。 3．利用各种成形工艺，可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件，大量减少机加工量。提高材料利用率，降低成本。 粉末冶金的品种繁多，主要有：钨等难熔金属及合金制品；用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）、碳化钽（TaC）等硬质合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀，还可制造模具等；Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料，用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。

1 粉末冶金基础知识 ⒈1 粉末的化学成分及性能 尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（μm）或纳米（nm）。 1.粉末的化学成分 常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。 2.粉末的物理性能 ⑴粒度及粒度分布

粉末冶金零件的切削加工

粉末冶金零件的切削加工 内容摘要：粉末冶金是一种以金属粉末为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。 粉末冶金是一种以金属粉末(包括有非金属粉末混入状况)为原料，用于烧结成形，制造金属摩擦材料和制品的工艺技术。粉末冶金生产的材料、零件具有质优、价廉、节能和省材等特点，被广泛应用于汽车、电子、仪器仪表、机械制造、原子反应堆、特种高性能合金制造等工业领域，用途愈来愈广泛。粉末冶金材料的产品结构大体分为粉末冶金机械零件;铁氧体磁性材料。包括永生磁铁磁性材料和软磁铁磁性材料;硬质合金材料和制品;高熔点金属材料和难熔性金属材料;精细陶瓷材料和制品。 目前，粉末冶金工业中主导性产品为粉末冶金机械零件和铁氧磁性材料。粉末冶金的机械零件生产主要集中在结构零件、滑动轴承、摩擦零件以及过滤元件、过孔性材料等几方面。磁性材料则主要分为硬磁材料、软磁材料及磁介质材料3大类。软磁磁性材料生产主要为纯铁、铁铜磷相合金、铁镍合金、铁铝合金材料和制品。硬磁材料生产的主体则为铝镍铁合金、铝镍钻铁合金、钐钻合金、钕铁硼合金材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和制品的生产。而磁介质的生产主要集中在软磁材料和电介质组合物制成的制品生产方面。随着需求的增加和产品范围的扩大，在该领域新技术的开发和利用愈来愈收到人们的关注。 粉末冶金工艺制造有许多重要独特的优点，如实现净成形，消除切削加工，还有采用粉末冶金工艺制造的零件，可以在零件中有意识留下残余的多空结构，提高零件自润滑和隔音效果，另外使用粉末冶金制造工艺能够生产用传统铸造工艺很难或者不可能制造的复杂合金零件。正由于这些优点，使用粉末冶金工艺制造的初衷之一是消除所有的加工，但是这个目标还没有达到。大多数的零件只是“接近最终形状”，还需要某种精加工。然而和铸件和锻件相比，粉末冶金零件很耐磨，难以加工，这也制约了冶金粉末工艺制造的推广应用。 性能 粉末冶金零件的性能，包括可加工性能，不仅和合金化学成分相关，而且和多孔结构的水平相关。许多粉末冶金制造的结构零件含孔率多大15~20%，用作过滤装置的零件的含孔率可能高达50%。而采用锻造或热离子压铸的粉末冶金的零件含孔率较低，只有1%或更少。后者在汽车和飞机制造应用中正变得特别重要，因为这种材料的零件具有更高的强度。

金属粉末冶金材料标准表

公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能一、GB/T14667.1-93 二、MPIF-35

烧结铁和烧结碳钢的化学成分 (%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲ 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学 成分(%). 材料牌 号 Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-0208 93.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成 分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为 了特殊目的而添加的其它元素)总量 的最大值为2.0%

粉末冶金常识

粉末冶金常识 1、粉末冶金常识之什么是粉末冶金？ 粉末冶金是一门制造金属粉末，并以金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成形 和烧结，制造材料或制品的技术。它包括两部分内容，即：（1）制造金属粉末（也包括合金粉末，以下统称“金属粉末“）。 （2）用金属粉末（有时也添加少量非金属粉末）作原料，经过混合、成形和烧结，制造材料（称为“粉末冶金材料“）或制品（称为“粉末冶金制品“）。 2、粉末冶金常识之粉末冶金最突岀的优点是什么？ 粉末冶金最突岀的优点有两个： （1）能够制造目前使用其他工艺无法制造或难于制造的材料和制品，如多孔、发汗、减震、隔音等材料和 制品，钨、钼、钛等难熔金属材料和制品，金属-塑料、双金属等复合材料及制品。 （2）能够直接制造岀合乎或者接近成品尺寸要求的制品，从而减少或取消机械加工，其材料利用率可以高 达95%X上，它还能在一些制品中以铁代铜，做到了“省材、节能“。 粉末冶金件 3、粉末冶金常识之什么是"铁基"？什么是铁基粉末冶金？ 铁基是指材料的组成是以铁为基体。铁基粉末冶金是指用烧结（也包括粉末锻造）方法，制造以铁为主要成分的粉末冶金材料和制品（铁基机械零件、减磨材料、摩擦材料，以及其他铁基粉末冶金材料）的工艺总称。 4、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末制造方法主要有哪几类？ 粉末制造方法主要有物理化学法和机械粉碎法两大类。前者包括还原法、电解法和羰基法等；后者包括研磨法和雾化法。 5、粉末冶金常识之用还原法制造金属粉末是怎么回事？ 该法是用还原剂把金属氧化物中的氧夺取出来，从而得到金属粉末的一种方法。 6、粉末冶金常识之什么叫还原剂？ 还原剂是指能够夺取氧化物中氧的物质。制取金属粉末所用的还原剂，是指能够除掉金属氧化物中氧的物质。就金属氧化物而言，凡是与其中氧的亲合力大于这种金属与氧的亲合力的物质，都称其为这种金属氧化物的还原剂。 7、粉末冶金常识之粉末还原退火的目的是什么？ 粉末还原退火的目的主要有以下三个方面：（1）去除金属粉末颗粒表面的氧化膜；（2）除掉颗粒表面吸附的气体和水分等异物；（3 ）消除颗粒的加工硬化。 粉末冶金工艺流程图 8、粉末冶金常识之用于粉末冶金的粉末性能测定一般有哪几项？ 用于粉末冶金的粉末性能测定一般有三项：化学成分、物理性能和工艺性能。9、用于粉末冶金的粉末物 理性能主要包括那几项？ 用于粉末冶金的粉末物理性能主要包括以下三项：（ 1）粉末的颗粒形状；（ 2）粉末的粒度和粒度组成；（3）粉末的比表面。

粉末冶金材料学

1.粉末冶金技术的特点（优越性） 能制造熔铸法无法获得的材料和制品 1、难熔金属及其碳化物、硼化物和硅化物； 2、孔隙可控的多孔材料 3、假合金 4、复合材料；5 微、细晶（准晶）和过饱和固溶的块体金属和制品； 能制造性能优于同成分熔铸金属的粉末冶金材料 1、制造细晶粒、均匀组织和加工性能好的稀有金属坯锭； 2、制造成分偏析小、细晶、过饱和固熔的高性能合金； 具有高的经济效益 1、少无切削； 2、工序短，效率高； 3、设备通用性好，适合于大批量生产； 2.粉末冶金材料的分类 1、机械材料和零件； 2、多孔材料及制品； 3、硬质工具材料 4、电接触材料； 5、粉末磁性材料； 6、耐热材料； 7、原子能工程材料； 3.粉末冶金材料的孔隙产生过程及其存在形态 产生过程：颗粒间隙（松装粉末聚集体或粉末成形素坯）烧结形成孔隙。存在形态：开孔：与外表面连通的孔隙，半开孔：孔隙只有一端与外表面连通的孔隙，闭孔：与外表面不连通的孔隙，连通孔：互相连通的孔隙 4. 孔隙对材料性能影响的基本理论； 减小承载面积；应力集中剂（减小孔隙尺寸、孔隙球化、孔隙内表面圆滑处理能有效降低应力集中，从而提高强度和韧性）应力松弛剂：裂纹遇到孔隙后被磨钝，提高断裂水平 5.哪些力学性能对孔隙形状敏感：强度、弹性模量、延伸率、断裂韧性、冲击韧性、硬度 6. 提高粉末冶金材料密度的方法：复压复烧，溶浸、粉末冶金热锻 7.固溶强化机理：晶体中有合金元素，固溶原子与晶体中缺陷的交互作用，溶质元素使基体（溶剂）金属的塑性变形抗力、强度、硬度增大，延性和韧性降低 8.影响固溶度（合金溶解度）的因素：晶格因素，相对尺寸因素，化学亲和力，电子浓度因素 9.什么是金属材料热处理?将固态金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以改变金属或合金的内部组织结构，使材料满足使用性能要求。 10.加热奥氏体化时影响粒度的因素：加热温度和保温时间，加热速度，合金元素，原始组织 11.刚冷却时等温转变的基本类型及对应组织结构的名称 共析钢等温转变：珠光体，贝氏体，马氏体；亚共析钢等温转变：奥氏体，铁素体，珠光体；过共析钢等温转变：奥氏体，渗碳体，珠光体 12.烧结钢热处理的工艺特点及注意事项 工艺特点：奥氏体化温度高：致密钢为AC+30～50℃，烧结钢为AC+100～200℃，密度的要求：烧结钢密度过低（＜6.0g/cm3）淬火无任何效果，淬透性比致密钢差 注意事项：(1)孔隙率＞10%易腐蚀，不能在盐浴中加热(2)表面热处理前应进行封孔处理：滚压、精整、或氮化、硫化处理 (3)加热时应气氛保护或添加保护性填料 (4)淬火介质不能用水。 13.烧结钢淬透性的影响因素：孔隙度，合金元素，氧、碳含量 14.身高结钢合金化的特点：1、孔隙的影响：密度低于6.5g/cm3，合金的强化作用很弱；2、某些强化效果好合金元素，如Cr、Mn易氧化，常以中间合金粉或预合金粉引入；3、铜和磷常用，4、烧结钢中常用的合金元素除碳外，主要有Cu、Ni、Mo、Cr、P等 15. C含量对烧结Fe-C系结构与性能的影响 珠光体随C含量而增大而增大，渗碳体随C含量而增大而增大强度有极大值，塑性（延伸率、断面收缩率）单调下降；由于碳分布不均匀，一般烧结钢显微组织为：珠光体+铁素体+少量渗碳体+孔隙+夹杂 16.常见烧结碳钢显微组织：铁素体，珠光体，渗碳体 17．影响烧结碳钢化合碳含量的因素：1、石墨加入量，2、烧结气氛3、烧结温度4、烧结时间5、氧含量

粉末冶金材料标准表

公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一>G B/T14667.1-9 3

-35 240 390 260 1.0 25070 7.0 F-0008-50HT -65HT -75HT -85HT 380 450<0.5S 480 22HRC 60HRC 6.3 450520 <0.5 55028 60 6.6 520 590 <0.5 620 32 60 6.9 590 660 <0.5 690 35 60 7.1 烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0%。▲ 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌 号 Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注:用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目 的而添加的其它元素)总量的最大值为2.0% ⊙铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号最小强度(A)(E) 拉伸性能 横向 断裂 压缩 屈服 强度 (0.1%) 硬度 密度屈服极限极限强度 屈服强度 (0.2%) 伸长率 (25.4mm ) 宏观 (表 现) 微观 (换算 的) MPa MPa MPa % MPa MPa 络氏g/cm3 FC-0200-15 -18 -21 -24 100 170 140 1.0 310 120 11HR B N/A 6.0 120 190 160 1.5 350140 18 6.3 140 210 180 1.5 390 160 26 6.6 170 230 200 2.0 430 180 36 6.9 FC-0205-30 -35 -40 -45 210 240 240 <1.0 410 340 37HR B N/A 6.0 240 280 280 <1.0 520 370 48 6.3 280 340 310 <1.0 660 390 60 6.7

铁基粉末冶金零件热处理

铁基粉末冶金零件热处理 摘要：热处理是一种成熟的，经常使用的工艺性技术。这篇文章评述了人们不大注意的铁基粉末冶金零件整体淬火时，孔隙度与合金含量对其淬透性的影响。 关键词：铁基粉末冶金零件；热处理；淬透性 在铁基粉末冶金零件生产中，零件材料必须具有的许多性能与组织结构都是在烧结过程中形成的，但其中一些性能只有通过后续热处理，才能得到改进与完善。因此，热处理对于铁基粉末冶金零件产业是极其重要的一项技术。 铁基粉末冶金零件的热处理原理，虽然和成分相同的铸锻零件相同，但由于粉末冶金零件具有一定量孔隙度与合金化元素的微观分布可能不均一，因此，粉末冶金零件的热处理工艺可能有所不同。关于孔隙度对铁基粉末冶金零件材料热处理性能的影响，经几十年的探索与实践，已有较清楚地认识，摘要介绍如下。 1 孔隙度对铁基粉末冶金零件整体淬火的影响 大部分铁基粉末冶金零件，为了增高强度、硬度及耐磨性，都需要进行整体淬火，即淬火与回火。需要进行整体淬火的铁基粉末冶金零件，其化合碳含量应≥0.3%(质量分数)，并且在图1中的A3温度以上呈奥氏体状态。 图1 碳钢的热处理相图 铁基粉末冶金零件的整体淬火由以下3道工序组成: 奥氏体化。在具有和化合碳含量相当碳势的保护性气氛下，将零件加热到高于A3温度，通常为850℃，并保温一定时间，其长短视零件形状及尺寸而定。诸如30min，使之奥氏体化。 淬火。从奥氏体化温度或稍低，但仍高于A3的温度，将零件淬于油或水中，使奥氏体转变成硬且脆的马氏体或贝氏体。对于铁基粉末冶金零件，最好是淬于温油(50℃)中，这是因为粉末冶金零件具有孔隙度，淬火冷却速度太快时，零件可能开裂。另外，采用盐水淬火时，淬火后，存留于孔隙中的盐水会导致零件严重腐蚀。 回火。依据GB/T19076-2003“烧结金属材料-规范”铁基粉末冶金零件通常是在180℃(烧结镍钢为260℃)下回火，回火时间通常是依据零件断面厚度，按每25.4mm回火1h。其目的是消除奥氏体转变为马氏体与贝氏体时产生的内应力。回火可减小马氏体与贝氏体的脆性，提升零件材料的韧性。 1.1 孔隙度对粉末冶金Fe-C材料淬透性的影响 淬透性的定义是，快速冷却时，在一给定深度，材料试样从奥氏体转变为马氏体的能力。淬透性通常是用顶端淬火法测定的。为测定烧结碳钢的淬透性，由水雾化铁粉与0.9%(质量分数)石墨粉的混合粉，用压制-烧结制成Φ80mm×高30mm，密度为6.0～7.1g/cm3的坯料[化合碳0.8%(质量分数)]。再由坯料切削加工成顶端淬火试样，于870℃，在中性气氛中，奥氏体化30min后水淬。从淬火端每隔2.5mm测定一次表观硬度HRA。同时，还和由C-1080锻钢切削加工的顶端淬火试样进行了对比。试验结果示于图2。 从图2可看出，材料试样的密度(即孔隙度)对淬透性有若干影响。首先，孔隙度减低材料的热导率，这是因为孔隙中充满空气，而空气的热导率比钢小。另外，由于硬度压痕和材料基体中的孔隙度相关，从而也影响测定的硬度值。图2还表明，淬透性差不多随着烧结钢材料密度增大呈直线性增高。因此，在设计-具有给定材料密度的粉末冶金碳钢零件时，对于选择使零件横截面能全部转变成马氏体的合适材料组成，图2是有用的。 1.2 铁基粉末冶金材料的淬透性标准 在设计-铁基粉末冶金零件时，要想使粉末金零件的横截面经过淬火-回火转变成马氏体，就必须依据材料的淬透性来选择适当的材料。

粉末冶金零件的金相制样

粉末冶金零件的金相制样 除铸造、机械成形与机械加工等技术外，粉末冶金（P/M）技术也是制造金属零件的重要方法之一。该技术可极大减少钢锭金属的不良性能，通过混合不同金属粉末、或金属与非金属粉末，可以达到预期理想的金属性能，而采用其它方法，这些金属通常不易熔成合金。 粉末加工、将其压制为有用形状、以及烧结的过程费用很高，但与锻件或铸件相比，采用这种方法最终制成的零件具有某些无可比拟的优点。 主要优点包括： - 可生成精细均质晶粒结构 - 可形成复杂形状，尺寸公差精密 - 制成品表面光洁度性能优良 与其它成形方法相比，花费很高的机械加工过程可得以缩减或直接除去，于是减小了碎屑损失。因此，对于小型、形状复杂，和精密零件（如齿轮、链环等）的大批量生产而言，粉末冶金技术是最经济有效的方法。 而且，通过该加工技术，可制造大量特种合金，这些合金具有完全不同材料性能，如高温刚度与硬度。由碳化钨粉末烧结而成的高速切割刀具正是这样一个实例：采用粉末冶金加工技术获得许多独特的金属性能。烧结压制零件的密度影响强度、韧性、硬度等重要性能，因此，达到特定的孔隙度至关重要。为了进行工艺流程控制，需应用金相学知识以检验孔隙度、非金属杂质、以及交叉污染等。在研究与失效分析中，金相学也是一个主要工具，用于开发新产品，改进加工工艺。除化学分析外，质量控制还包括一些物理方法，以检验密度、尺寸变化、流率等。 金相制样困难之处 研磨与抛光下图表示正确、典型孔隙度。

解决方案：足够长时间抛光 粉末冶金零件制备 制造 为了达到粉末金属零件的理想构造与近净成形，需对以下生产程序进行严格工艺流程控制： - 制备粉末 - 将粉末与添加剂（如：润滑剂、碳、和合金元素）混合 - 在硬质合金模具中压制粉末 - 在保护性气体环境下高温烧结（1100℃-1200℃） 化学方法与雾化法是粉末制备中两种最常用的方法。化学方法将金属在低于熔点的温度下从矿石氧化物直接转变为金属粉末。例如，铁粉末制备如下：首先，直接从铁矿中提炼出海绵铁，然后，通过机械加工，将海绵铁压碎为粉末，再通过降低温度退火进一步精炼得到纯铁粉末。这种方法适宜于合金与低密度金属应用场合，如轴承。

粉末冶金材料的分类及应用

粉末冶金材料的分类及应用 粉末冶金材料是指用几种金属粉末或金属与非金属粉末作原料，通过配料、压制成形、烧结等工艺过程而制成的材料。这种工艺过程称为粉末冶金法，是一种不同于熔炼和铸造的方法。其生产过程与陶瓷制品相类似，所以又称金属陶瓷法。 粉末冶金法不仅是制取具有某些特殊性能材料的方法，也是一种无切屑或少切屑的加工方法。它具有生产率高、材料利用率高、节省机床和生产占地面积等优点。但金属粉末和模具费用高，制品大小和形状受到一定限制，制品的韧性较差。 粉末冶金法常用于制作硬质合金、减摩材料、结构材料、摩擦材料、难熔金属材料、过滤材料、金属陶瓷、无偏析高速工具钢、磁性材料、耐热材料等。 粉末冶金的生产过程 (1)生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。 (2)压制成型。粉末在500~600MPa压力下，压成所需形状。 (3)烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。 (4)后处理。一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。 粉末冶金材料的主要类型 1 硬质合金 硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。 常用硬质合金按成分和性能特点分为：钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽(铌)类。常用硬质合金的牌号、成分和性能见表1。 表1 常用硬质合金的牌号、成分和性能

粉末冶金日本工业标准 JIS Z2550-1983

日本工业标准 JIS Z 2550－1983 机械结构零件用烧结材料 Sinted Materials for Structural Parts 1. 适用标准本标准规定了机械结构零件用烧结金属材料。但是，这种材料都是烧结态材料。 备考作为参考，在本标准中一并记入了国际单位制（SI）的单位与数值，它们都附加有｛｝。 2.种类与记号材料的种类与记号是根据材料的化学成分与机械性能来划分的，如表1所示。 3. 质量材料的机械性能、密度及化学成分如表2所示。

① 1N/mm2＝1MPa。 ②化学成分中，SMS1种相当SUS 316和SUS 304，SMS2种相当410。 ③所谓其它，是磷、硫、锰、硅等。 备考：表2也适用于烧结后进行尺寸整形者。 参考：（1）关于SMF种材料的硬度与热处理，各种烧结材料的表面处理，含油处理后的各项性能，作为参考值，在解说中给出。 再者，关于含碳量与适用的热处理可参照解说。 （2）用高纯氢中烧结或真空烧结制造的不锈钢系的质量，例如解说中所示。 4. 试验

4.1 机械性能试验 4.1.1 拉伸试验 （1）试件试件是用下列方法制造的： （a）压制压坯用阴模内部的形状与尺寸 （b）压坯压坯高度为4.00～5.00mm，压坯中不得有肉眼可见的分层及其它缺陷。 （c）润滑方法用油布拭擦阴模内表面，或用将60g硬脂酸锌溶于1L四氯化碳中制成的溶液涂覆阴模内表面。另外，将硬脂酸锌之类的润滑剂添加于使用的粉末中，充分进行混合也可以。 （d）成形成形压坯所需之粉末量依据测定质量，测定充填体积，或将粉末充满阴模后将上表面刮平来决定。 成形方面，有规定成形压力和规定压坯密度二种情况。在规定压制压力的场合，一组压坯对于规定的压力变化不得大于±3%，质量方面，对于平均值的变化不得大于±2%。在规定压坯密度的场合，一组压坯对于规定的高度变化不得大于±2%，和质量方面，对于规定的值变化不得大于±1%。 另外，关于压制速度，保压时间，脱模方法及一组压坯的数量，皆由当事者间协商决定。 （e）烧结烧结条件根据当事者间的协定进行。但是，对于烧结温度范围，保温时间，加热—冷却条件及烧结气氛的各项条件都必须进行记录。 （2）试验方法试验方法按照JIS Z 2241（金属材料拉伸试验方法）进行。 4.1.2 冲击试验 （1）试件试件是用下列方法制造的： （a）压制压坯用阴模内部的形状及尺寸图2示阴模内部的形状及尺寸。

粉末冶金材料标准表

公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能

-15 -20 100 170 120 2.5 120 60 6.7 140 260 170 7.0 130 80 7.3 F-0005-10 -20 -25 100 170 120 < 1 125 25HRB N/A 6.1 140 220 160 1.0 160 40 6.6 170 260 190 1.5 190 55 6.9 F-0005-50HT -60HT -70HT 340 410 (D) < 0.5 300 20HRC 58HRC 6.6 410 480 < 0.5 360 22 58 6.8 480 550< 0.5 420 25 58 7.0 F-0008-20 -25 -30 -35 140 200 170 < 0.5 190 35HRB N/A 5.8 170 240 210 < 0.5 210 50 6.2 210 290 240 < 1.0 210 60 6.6 240 390 260 1.0 25070 7.0 F-0008-50HT -65HT -75HT -85HT 380 450< 0.5 S 480 22HRC 60HRC 6.3 450520 < 0.5 55028 60 6.6 520 590 < 0.5 620 32 60 6.9 590 660 < 0.5 690 35 60 7.1 烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). 材料牌号Fe C F-0000 97.7-100 0.0-0.3 F-0005 97.4-99.7 0.3-0.6 F-0008 97.1-99.4 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了 特殊目的而添加的其它元素)总量的 最大值为2.0%。▲ 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了 特殊目的而添加的其它元素)总量 烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分 (%). 材料牌号Fe Cu C FC-0200 83.8-98.5 1.5-3.9 0.0-0.3 FC-0205 93.5-98.2 1.5-3.9 0.3-0.6 FC-020893.2-97.9 1.5-3.9 0.6-0.9 FC-0505 91.4-95.7 4.0-6.0 0.3-0.6 FC-0508 91.1-95.4 4.0-6.0 0.6-0.9 FC-0808 88.1-92.4 7.0-9.0 0.6-0.9 FC-1000 87.2-90.5 9.5-10.5 0.0-0.3 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Ni Cu C FN-0200 92.2-99.0 1.0-3.0 0.0-2.5 0.0-0.3 FN-0205 91.9-98.7 1.0-3.0 0.0-2.5 0.3-0.6 FN-0208 91.6-98.4 1.0-3.0 0.0-2.5 0.6-0.9 FN-0405 89.9-96.7 3.0-5.5 0.2-2.0 0.3-0.6 FN-0408 89.6-96.4 3.0-5.5 0.0-2.0 0.6-0.9 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的 而添加的其它元素)总量的最大值为2.0% ⊙ 铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号 最小强度(A)(E) 拉伸性能横向 断裂 压缩 屈服 硬度 密度 屈服极限极限强度屈服强度伸长率宏观微观

粉末冶金材料的分类和牌号表示方法

粉末冶金材料的分类和牌号表示方法标准简析 张宪铭张江峰 （全国有色粉末冶金分标准化技术委员会，北京，100814） 摘要对国家标准《粉末冶金材料分类和牌号表示方法》的修订情况及标准内容作了介绍和分析，该标准的实施提出了措施和建议。 关键词粉末冶金材料；分类；牌号表示方法；国家标准 1 引言 GB/T 4309-200X《粉末冶金材料分类和牌号表示方法》已正式报批。本文就粉末冶金材料的分类和牌号表示方法做一个简单的介绍和宣传，旨在今后的粉末冶金材料标准制（修）订工作中，大家能自觉地使用这个基础标准。通过对相关标准的整顿和规范，使我国粉末冶金材料的分类和牌号不断完善，形成一个层次分明，覆盖面广，无交叉重叠，简明实用的牌号体系。 2 该标准的修订原因 2.1 GB/T 4309-1984《粉末冶金材料分类和牌号表示方法》标准已发布有二十多年，该标准主要适用于粉末冶金材料的分类和牌号的表示方法。该标准在制定之初对粉末冶金材料作了全面的调研和考虑。在当时的情况下，起草单位（钢铁研究总院）提出的标准框架起点是较高的。既考虑到了多年来的传统材料，又考虑到了新材料的发展。可惜的是该标准发布后，在相当长一段时间内，并未得到真正的实施。其原因：一是相关人员对该标准的重视不够。在相关标准的制（修）订时，没有硬性措施（例如：牌号注册程序）。二是标准本身的内容较繁杂，加之新材料的不断出现，不便于使用。这就造成了粉末冶金材料的分类和牌号表示五花八门，起草单位随意的为其在标准中列入的材料或产品命名牌号。既不能通用，也无法系列化，牌号反映出的信息可比性差。近几年，全国有色粉末冶金分标委秘书处遇到这类的问题较多，我们希望通过对GB/T 4309-1984《粉末冶金材料分类和牌号表示方法》的修订，能逐步的解决粉末冶金材料的分类和牌号表示方法混乱的状况，使其有据可依，规范化。 3 本次修订时的几点考虑 材料多、品种多、产量和用量相对少是粉末冶金行业的特点。确定粉末冶金材料的分类原则，对其进行科学合理的分类；确定适用的粉末冶金材料牌号表示方法，对其进行简明实用的表示，是本次修订的基本原则。 粉末冶金材料牌号表示方法与材料的分类两者有着密切关系。材料牌号的表示方法是在材料分类的基础上制定出来的。材料的分类只能将有共同特征的材料划分为同一类，它不能将每一种材料的特征全面地反映出来，所以还必须采用材料的牌号将材料的特征比较全面地反映出来，材料的牌号可作为人们了解材料的一种共同语言，它广泛地联接着生产、设计、供销、科研、教学、以及外贸等各个方面。目前世界各国的金属材料牌号的表示方法是各种各样的，但是，综合起来，大体上可概括为以下三种表示方法： 1）用表示化学元素或材料名称的字母（本国文字或国际化学元素符号）和表示出主要元素的平均含量的阿拉伯数字表示牌号，例如中国、俄罗斯等国家。 2）用拉丁字母（表示用途、种类或主要化学成分）及顺序号（用阿拉伯数字或罗马数字）表示牌号，例如日本、英国等国家。 3）用固定位数的阿拉伯数字（或中间和前缀带有一个表示类型的字母）表示牌号，例如美国、德国、捷克、瑞典等国家。 上述几种表示方法，各有其优缺点。第一种表示方法，优点是具体牌号易于识别，并能

中国粉末冶金结构件行业发展趋势

中国粉末冶金结构件行业发展趋势 冶金064班李磊20061379一回忆1 二、机遇1 三、趋势3 四、摸索4 我国粉末冶金制品行业自上世纪五十年代中期起步以来，经历了曲折和磨练，由于该工艺是一个节约型的行业，目前差不多进入高速进展期。尽管与国际同行相比还处在进展时期，但增长速度惊人。专门加入WTO后，使本行业融入国际产业链，给行业的进展带来了庞大的空间。然而就行业的内部结构而言，存在着种种制约因素，通过对行业内部进展的回忆和分析，提出进展的趋势和值得研究摸索的咨询题，与同仁们共同研讨。 一回忆 1991年至2004年粉末冶金零件产量的增长形势 要紧粉末冶金结构件生产厂家（34）前5年进展情形 要紧粉末冶金结构件生产厂家（34）要紧经济指标情形 指标名称单位2000 年2001 年2002 年2003 年2004 年年均增长 工业产值万元110742 144911 178587 203062 207687 17.02% 销售收入万元93883.3 132614 164988 189531 192189 19.20% 利润万元7670.8 8101 15522 19036 23117 31.76% 制品重量吨29835 31207 39025 48597 62668 23.40% 其中：1亿以上：5家5000万以上：15家2000万以上：50家，这些厂家的显现使我国粉末冶金制品总量增加10%左右 新企业的加入使我国粉末冶金销售总量每年增长达30%以上 二、机遇

目前形成的三个市场，国内汽车配套市场、出口市场、其他国内市场。全世界轿车年产4000万辆，汽车工业进展给行业带来机遇。 而我国轿车2004年达230万辆以上，占6%，粉末冶金零件用于汽车内与国外比相差甚远，在轿车内的距离更远。国外：70%，国内：24%。 汽车工业的进展，给粉末冶金行业带来了施展才能的空间 闻名整机厂期望粉末冶金结构件本土化 国内轿车整机 国产化比例 （含二次配套厂） 大众90% 飞亚特50% 现代45% 丰田35% 通用30% 本田30% 福特10% 闻名汽车企业已大部分进入中国，而粉末冶金结构件本土化在5 0%左右。出口市场是本行业的第二大市场（含间接出口）。 国际汽车零部件采购系统瞄准大陆市场，价格是国际市场的35%~50%，随着品质的提升，此市场会持续扩大，会带来我国粉末冶金零件产品大量出口，同时可能引发国际价格体系被打破。 其他市场将稳步增长 国内摩托车年需求量稳固1200万辆左右 家用电器稳固在4000万台左右 电动工具稳固在8000万套，

粉末冶金

粉末冶金材料 粉末冶金材料 用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。 [英文]：powder metallurgy material [解释]： 用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的独特的化学组成和物理、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。通常按用途分为7类。 ①粉末冶金减摩材料。又称烧结减摩材料。通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。材料表面间的摩擦系数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、可靠性高；在干摩擦条件下，依靠自身或表层含有的润滑剂，即具有自润滑效果。广泛用于制造轴承、支承衬套或作端面密封等。 ②粉末冶金多孔材料。又称多孔烧结材料。由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有30％～60％的体积孔隙度，孔径1～100微米。透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热震，抗介质腐蚀。用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。 ③粉末冶金结构材料。又称烧结结构材料。能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。由于材料内部有残余孔隙存在，其延展性和冲击值比化学成分相同的铸锻件低，从而使其应用范围受限。 ④粉末冶金摩擦材料。又称烧结摩擦材料。由基体金属（铜、铁或其他合金）、润滑组元（铅、石墨、二硫化钼等）、摩擦组元（二氧化硅、石棉等）3部分组成。其摩擦系数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快、磨损小；强度高，耐高温，导热性好；抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。主要用于制造离合器和制动器。 ⑤粉末冶金工模具材料。包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。

粉末冶金材料标准表

( 公司制造的铁基粉末冶金零件执行标准与成分性能<一> GB/

<二> MPIF-35

烧结铁和烧结碳钢的化学成分(%). ； 材料牌号Fe C F-0000 - 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊目的而添加的其它元素)总量的最大值为%。▲ 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特烧结铁-铜合金和烧结铜钢的化学成分(%). 材料牌号Fe Cu C ~ FC-0200 （ ； , 烧结铁-镍合金和烧结镍钢的化学成分(%). # 材料牌号 Fe Ni Cu C FN-0200` # 、 注: 用差减法求出的其它元素(包括为了特殊

殊目的而添加的其它元素)总量的最 大值为%。 \& 目的而添加的其它元素)总量的最大值为%⊙ 铁-铜合金和铜钢粉末冶金材料性能(MPIF-35) 材料编号 最小强度(A)(E){ 拉伸性能横向 断裂 压缩 屈服 强度 %) 硬度 密度 屈服极限' 极限强度 屈服强度 %) 伸长率宏观 (表现) 微观 (换算的) MPa MPa MPa%MPa MPa络氏… g/cm3 FC-0200-15 -18 -21 -24 100170140310& 120 11HRB N/A 120190~ 160 35014018 | 140 21018039016026 170230200/ 430 18036 FC-0205-30 -35 -40 -45 210< 240 240< 41034037HRB N/A 240280280< 520370| 48 280340310… < 66039060 310410340< 79041072. FC-0205-60HT 410480< 660《19HRC58HRC