氮气烧结金属注射成形17-4PH不锈钢的组织与性能

发布时间：2022-01-09 22:30

　　采用全程氮气烧结工艺,分别在1 260,1 290和1 305℃烧结制备MIM 17-4PH不锈钢,分析和测试不锈钢的组织与性能,并与常规的真空烧结+氩气分压烧结法制备的MIM17-4PH不锈钢进行对比。结果表明:在全程氮气气氛下烧结17-4PH不锈钢,渗氮效果较好。与真空烧结+氩气烧结不锈钢相比,全程氮气烧结的17-4PH钢的致密度有所降低,但晶粒明显细化,并出现新的组织,奥氏体含量随烧结温度升高而降低。1290℃氮气烧结的MIM 17-4PH不锈钢,致密度较高,渗氮效果好,晶粒细小,并有均匀分布的细小第二相,具有良好的综合力学性能。与真空烧结+氩气烧结的MIM 17-4PH不锈钢相比,该不锈钢的抗拉强度从900 MPa显著提高到1 158MPa,伸长率从6%大幅增加至约10%,截面硬度（HRC）从20.2提高到28.0。 

【文章来源】：粉末冶金材料科学与工程. 2020,25(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

氮气烧结MIM 17-4PH不锈钢的温度曲线

注射成形17-4PH不锈钢烧结件

图4所示为17-4PH不锈钢截面的金相显微组织，截面边缘组织即为材料的表面组织，边缘以下为材料内部组织。结合XRD图谱，可以看出Ar1290的表层和内部组织皆为均匀分布的块状铁素体和细小的板条状马氏体，CHUNG等[12]在研究中也发现了类似的组织。氮气烧结的17-4PH不锈钢表面组织与内部组织明显不同，结合XRD分析可知，N1260的表面主要为渗氮奥氏体组织，有少量板条状马氏体和ε-Cu析出相，而内部的渗氮奥氏体组织大大减少，且仍有少量板条状马氏体和ε-Cu相，此外还观察到粒状贝氏体[13]和弥散分布的点状、颗粒状及些许针状铁素体组织，孔隙大多分布在晶界处。N1290与N1260类似，表面主要为渗氮奥氏体相，有少量板条状马氏体和沉淀析出相分布，但表层奥氏体层的厚度比N1260的厚；N1290内部组织也包括奥氏体、板条状马氏体、沉淀相、粒状贝氏体和铁素体，但马氏体更多而奥氏体更少，并且细小晶粒分布更均匀。在N1305的表面同样有渗氮奥氏体和少量ε-Cu析出相，但板条状马氏体的含量比N1260与N1290明显增多，并且观察到有铁素体存在；N1305的内部为马氏体+铁素体组织，析出相不明显。与Ar1290不同，氮气烧结的材料出现大量奥氏体组织，这是因为N是奥氏体稳定化元素[14]，在冷却过程中可抑制面心立方结构(γ-Fe)转变为体心立方结构(α-Fe)。图4中氮气烧结的所有样品，其表面与内部的组织都有所不同，是因为表面和内部所处环境的氮元素浓度不同。材料内部的氮元素皆来自在烧结体形成闭孔隙时留存在孔隙中的氮气，在后续的烧结过程中只有氮气逸出而无氮气再进入烧结体内部；而材料表面环境中的氮由外界稳定提供，因此烧结体表面所处环境的氮浓度远远大于烧结体内部，所以表层的渗氮效果更显著，N元素的奥氏体稳定化效果也更明显，使得表层具有更多奥氏体。图4 17-4PH不锈钢截面的金相组织

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3579555