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本论文以发动机用气门挺柱为应用背景,研究了成分为Fe-1.5Cr—O.5Mo一2Cu—C、Fe一13Cr一lMo—2Cu一C和Fe一4Cr一11Mo一2Cu—C的三种粉末冶金铁基材料,分别称为低合金烧结钢、高铬烧结钢和高钼烧结钢。
研究了混料方式及时间、烧结温度、碳含量、烧结方式以及热处理工艺对材料性能的影响。结果表明:粉末冶金低合金烧结钢的制备宜采用普通V型混料桶混料。碳含量为0.8~1.2%,烧结温度为1280~1300℃时的样品物理力学性能最优。微波烧结低碳合金钢,在降低温度的同时,可大幅缩短烧结时间,且制品具有良好的力学性能;微波烧结制品的孔隙减小,力学性能有较大幅度提高。粉末冶金低合金烧结钢淬火后硬度急剧上升,抗弯强度迅速减小。
研究了烧结温度、碳含量及热处理对高铬、高钼铁基材料性能的影响。结果表明:在一定温度范围内,高铬、高钼铁基合金可实现烧结致密化,适宜的液相烧结温度随碳含量增加而降低。1240℃烧结的2.0%C高铬合金和1.5%C的高钼合金综合性能最优,前者达97%理论密度,硬度为42HRC,抗弯强度为1625MPal.后者达96%理论密度,硬度为47HRC,抗弯强度为1665MPa。高C高合金铁基材料的烧结硬度较高,但是网状碳化物给材料带来了很大的脆性。
研究了组织、硬度、成分和密度对粉末冶金烧结钢耐磨性的影响。结果表明:烧结态高合金烧结钢的硬度很高,耐磨性好。热处理后,高合金烧结钢硬度稳定,耐磨性有所提高;低合金烧结钢硬度急剧提高,耐磨性增加,与45钢磨损性能相当。粉末冶金烧结钢的磨损以磨粒磨损为主。 |