【摘要】：Fe-Ni-Mo-Cu-C系粉末冶金低合金鋼具有良好的綜合力學(xué)性能而廣泛應(yīng)用于汽車結(jié)構(gòu)零件。但由于材料內(nèi)部固有孔隙的存在,對于力學(xué)性能要求較高的場合其強(qiáng)度、耐磨性仍有不足。利用高性能潤滑劑提高生坯密度以及添加合金元素、熱處理工藝是提高材料強(qiáng)韌性、耐磨性的有效方法。本文利用粉末流速計、光學(xué)顯微分析、掃描電鏡分析以及力學(xué)性能測試等手段,研究了復(fù)合潤滑劑(聚氧乙烯與芥酸酰胺組成的混合物)、微合金元素V以及淬火-低溫回火熱處理對Fe-Ni-Mo-Cu-C燒結(jié)低合金鋼工藝性、顯微組織與力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明:復(fù)合潤滑劑的加入降低了鎳鉬預(yù)合金鐵基混合粉的流動性和松裝密度,當(dāng)復(fù)合潤滑劑中芥酸酰胺含量達(dá)到40%時混合粉末已不能從霍爾流速計中順利流出。與含有硬脂酸鋅的生坯相比,添加復(fù)合潤滑劑得到的生坯強(qiáng)度、密度較高,含有復(fù)合潤滑劑的混合粉在600MPa壓制壓力下能夠得到最高密度為7.126 g/cm~3的生坯,比含有硬脂酸鋅的生坯提高了0.101g/cm~3。相比于含硬脂酸鋅的試樣,含復(fù)合潤滑劑的試樣燒結(jié)后強(qiáng)度較高,尺寸變化小。V的加入細(xì)化了中碳Fe-1.75Ni-0.5Mo-2Cu-0.45C以及高碳Fe-1.75Ni-0.5Mo-2Cu-0.8C兩種PM低合金鋼的燒結(jié)態(tài)組織、減小了晶粒尺寸。在中碳燒結(jié)鋼中,V的添加提高了多邊形鐵素體以及粒狀貝氏體的含量。含V高碳PM鋼燒結(jié)組織中碳元素分布更加均勻,富碳區(qū)以及晶界碳化物數(shù)量減少。含V鋼在含有氮?dú)鈿夥障聼Y(jié)原位生成V(C,N),但釩鐵在燒結(jié)過程并未完全溶入鋼基體中,試樣在冷卻過程有V(C,N)顆粒沉淀析出。添加0.1~0.3%的V提高了中、高碳PM鋼燒結(jié)態(tài)的強(qiáng)度和硬度。加入0.2%V使得中碳鋼的橫向斷裂強(qiáng)度由772.6MPa提高至830MPa,硬度由116.8HV提升至123.3HV;高碳鋼的橫向斷裂強(qiáng)度由894.3MPa提升到963.5MPa,硬度由128.5HV提高至137.2HV。加入0.3%的V似乎對韌性有不利的影響。鋼中的V(C,N)的存在阻礙了熱處理加熱過程中奧氏體晶粒的長大。相比于不含V試樣,含V燒結(jié)態(tài)試樣淬火后得到更加細(xì)小的馬氏體。0.1,0.2%V的添加提高了熱處理試樣的橫向斷裂強(qiáng)度,但當(dāng)加入0.3%釩鐵時,合金熱處理后強(qiáng)度明顯下降。摩擦磨損實(shí)驗表明釩鐵的加入提高了高碳PM低合金鋼熱處理后的硬度與耐磨性,但降低了中碳PM低合金鋼的硬度與耐磨性。
【圖文】：

酸作為潤滑劑。此類潤滑劑潤滑性良好，但顆粒間的粘聚出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，降低了混合粉的流動性[21,22]。硬脂酸鋅與壓制，壓制壓力為 450~600MPa）都難以得到密度高于低[23]。3).聚合物類，用于粉末冶金潤滑劑的通常有聚乙、聚乙烯蠟等[24]。熱塑性高聚物在受熱時會發(fā)生玻璃態(tài)潤滑劑作為粉末冶金潤滑劑受熱以粘流態(tài)存在時可在金降低壓制過程中顆粒與之間以及顆粒與模壁間的摩擦，因為高聚物的潤滑性能以及對生坯的回彈、脫模力的影響與具有相對于其他的潤滑劑而言具有更高的力學(xué)性能，因此成均勻的潤滑劑，對顆粒間的機(jī)械連接影響較小，因而作。潤滑劑的選擇與設(shè)計需根據(jù)不同工藝要求而定，通常僅燒結(jié)污染低；對于粉末流動性要求高時潤滑劑顆粒應(yīng)細(xì)小要潤滑劑在壓制時不易變形和鋪展，或能夠變形形成具有性優(yōu)良，需要潤滑劑在壓制過程中能夠滑動變形，且形成

南京航空航天大學(xué)全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文1.3 高強(qiáng)韌性粉末冶金低合金鋼的制備1.3.1 鐵基粉末冶金鋼的合金化為了滿足特定的服役要求，往往需要添加合金元素來提高燒結(jié)材料的力學(xué)性能。對于粉末冶金鋼而言，外加元素的合金化主要有三種[5,35-36]：1）合金元素粉末直接與鐵粉混合，2）合金元素預(yù)合金化，3）合金元素通過擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)與鐵粉部分預(yù)合金化。由此三種方法得到的混合粉可分別稱為預(yù)混合粉、預(yù)合金粉與部分預(yù)合金粉。圖 1.2 為合金元素在鐵粉中的的分布示意圖。不同合金化的粉末各自具有優(yōu)缺點(diǎn)，其中預(yù)混合粉由于基體粉為純鐵粉，因此壓縮性最好，但合金元素容易產(chǎn)生偏析且燒結(jié)時不易均勻化; 預(yù)合金粉基本消除了合金元素的偏析，燒結(jié)組織均勻，但壓縮性較差；部分預(yù)合金粉通過預(yù)擴(kuò)散促進(jìn)了合金元素的均勻分布，，同時對鐵粉的壓縮性無明顯影響，但增加了生產(chǎn)成本，且預(yù)擴(kuò)散工藝不易控制，元素粉末容易出現(xiàn)氧化。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TF125.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2697023