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精密管无氧退火不均质性

  • 发布时间:2020-11-06

制备所要求的粉末冶金精密管无氧退火零件,有四种不同制备原料粉(startingmaterial)方法。制备原料粉对无氧退火精密光亮钢管性能和热处理有明显影响,具体四种不同类型的原料粉如下:1)预混合粉。将合金元素或中间合金粉末添加到基体铁粉中。这种方法成本最低,因此被广泛采用。

由于精密管无氧退火混合合金粉与铁粉具有可压缩性(容易压制),通常预混合粉具有较高的压缩性。这里合金元素不包括形成低扩散速率的金属间化合物的合金元素,也不包括受其他组分互扩散系数影响的合金元素。通常这种前驱体材料具有高度的不均质性,在后续工序处理时,精密管无氧退火容易产生粉末偏析。

精密管无氧退火

2)扩散合金化粉。合金元素通过扩散与基体铁粉颗粒结合,而铁粉颗粒心部仍保留其可高压缩性。在后续工序处理精密管无氧退火时,可基本消除粉末发生偏析的现象,但粉末的组织成分非常不均匀,在精密管无氧化退火原粉末粒子与高合金度的粒子间,形成合金成分梯度变化。

3)预合金粉末。除碳以外,所有合金元素添加到熔化的铁液中,通过雾化制备粉末。精密管无氧退火烧结的粉末具有均质的微观组织和成分。然而,与预混合粉和扩散合金化粉相比,大多数无氧退火精密无缝管合金元素的压缩性受到影响,因此,在许多总承包经营工程中,不希望采用预合金粉末。

4)混合合金粉末。钼是一种能熔于铁,但仍具有非常高的可压缩性能的合金元素。采用预合金或扩散合金化的钼合金铁粉为中间合金,制备一系列混合合金钢精密管无氧退火粉。通常,烧结的粉组织均质较好,保留了大部分的压缩性。

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通常以石墨粉的形式添加碳元素。然而,在烧结温度下,碳的扩散系数高。碳的易扩散特性导致在没有其他合金元素添加的条件下,均匀分布,显微硬度值均匀。添加镍能改善合金无氧退火精密管的性能,但镍比其他合金元素的扩散速率慢,均质化更加困难,添加有镍的合金精密管无氧退火,成分易出现非均匀化现象。

根据相关参考文献中的数据,计算出镍在精密管无氧退火奥氏体中的扩散系数。将镍、钼和铬的扩散系数进行对比。在通常奥氏体化温度900~950℃(1650~1740℉)下,镍在精密管无氧退火的扩散系数仅为在烧结温度下的1%。

当温度从1100℃(2010℉)增加到1150℃(2100℉),扩散系数增倍。在该温度范围内,如精密管无氧退火温度出现25℃(45℉)的误差,会导致镍扩散速度产生50%的差异。

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