粉末冶金材料在燒結(jié)過程中固有的孔隙率是其固有的特征,它對(duì)熱處理,尤其是孔隙率的變化與熱處理的關(guān)系也有很大的影響。為了提高致密度和晶粒度,添加的合金元素對(duì)熱處理也有一些的影響:
a.孔隙對(duì)熱處理過程的影響
粉末冶金材料在熱處理過程中,快速冷卻可以抑制奧氏體向其他組織的擴(kuò)散和轉(zhuǎn)變,從而獲得馬氏體。孔隙的存在對(duì)材料的散熱有很大的影響。通過熱導(dǎo)率公式:熱導(dǎo)率=金屬的理論熱導(dǎo)率×(1-2×孔隙率)/100,可以看出淬透性隨孔隙率的增加而降低。
另一方面,孔隙度也會(huì)影響材料的密度。孔隙度對(duì)熱處理后材料表面硬度和硬化深度的影響與密度有關(guān),密度降低了材料的表面硬度。此外,由于孔隙的存在,淬火過程中不能使用鹽水作為介質(zhì),以避免鹽殘留造成的腐蝕。因此,一般的熱處理是在真空或氣體介質(zhì)中進(jìn)行的。
b.合金含量和類型對(duì)粉末冶金熱處理的影響
常見的合金元素是銅和鎳。其含量和類型會(huì)影響熱處理效果。熱處理硬化深度隨銅含量和碳含量的增加而逐漸增大,達(dá)到含量后逐漸減小;鎳合金的硬度高于銅合金,但鎳含量的不均勻會(huì)導(dǎo)致奧氏體組織的不均勻;
c.高溫?zé)Y(jié)的影響
雖然高溫?zé)Y(jié)可以獲得好的合金化效果并促使致密化,但燒結(jié)溫度的差異,尤其是在溫度較低時(shí),會(huì)導(dǎo)致熱處理敏感性(合金在固溶體中的還原)和機(jī)械性能的降低。因此,通過高溫?zé)Y(jié)和足夠的還原氣氛可以獲得良好的熱處理效果。
d.孔隙率對(duì)熱處理時(shí)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、滲透性(淬透性)、導(dǎo)熱性和電阻有關(guān)。孔隙度是這些因素的很大原因。當(dāng)孔隙率超過8%時(shí),氣體將通過開放空間迅速滲透和滲出。滲碳硬化時(shí),增加滲碳深度可降低表面硬化的效果。此外,如果滲碳?xì)怏w的滲透速度過快,淬火過程中會(huì)產(chǎn)生軟點(diǎn),從而降低表面硬度,使材料脆性和變形。
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