粉末冶金Fe-C-Cu-Cr-Mn材料组织与性能研究

发布时间：2021-09-29 01:45

　　为制备一种高性能、低成本的粉末冶金Fe-C-Cu-Cr-Mn材料，采用压制烧结热处理工艺，利用正交分析方法，研究了合金元素铜、铬、锰含量对粉末冶金Fe-C-Cu-Cr-Mn材料显微组织、工艺性能和力学性能的影响。采用机械混合的方法干混合粉末2.5h，采用液压机单轴压制成形，网带烧结炉分解氨保护气氛高温烧结；使用电子天平测量材料密度，使用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等设备分析了材料的显微组织和断口形貌，利用电子万能拉伸试验机、摇臂式冲击试验机检测了材料的力学性能，得出如下结论：（1）合金元素铜、铬、锰对材料的流速和松装密度的影响不大，但不同程度的使材料的尺寸膨胀，均使材料的烧结密度降低。（2）铜减少材料的孔隙率，但孔隙变大；铬增大材料的孔隙率且孔隙形貌很不规则；锰封闭开孔孔隙，减少材料的孔隙率，孔隙近似为球形。随着铜含量的增加，铁素体含量减少，珠光体含量增多，且铁素体的晶粒更加的细小；随着铬含量的增加，珠光体片间距更加细小，分布更加均匀；随着锰含量的增加，铁素体含量更少，珠光体含量更多、更加均匀、细化效果更好。（3）随着铜含量的增加，材料的硬度、抗拉强度、冲击韧性和断后伸长率均不同... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 研究现状
        1.2.1 先进的工艺技术
            1.2.1.1 温压工艺
            1.2.1.2 渗铜工艺
            1.2.1.3 放电等离子烧结技术
            1.2.1.4 其他先进技术
        1.2.2 多元合金化材料研究
            1.2.2.1 Fe-Ni-Cu-Mo-C 系
            1.2.2.2 Fe-P-C-Cu-Mo 系
            1.2.2.3 粉末冶金铬锰钢研究
            1.2.2.4 课题试探性试验
        1.2.3 合金化方法
    1.3 选题背景和意义
第二章 研究路线及方案
    2.1 粉末冶金 Fe-C-Cu-Cr-Mn 材料的设计
        2.1.1 材料设计
        2.1.2 混粉、压制、烧结、热处理工艺
    2.2 粉末冶金 Fe-C-Cu-Cr-Mn 材料性能测试及方法
        2.2.1 松装密度和流速
        2.2.2 压制和烧结密度
        2.2.3 孔隙和组织
        2.2.4 表观硬度
        2.2.5 拉伸实验
        2.2.6 冲击实验
        2.2.7 磨损实验
        2.2.8 化学成分分析
第三章 合金元素影响的正交实验
    3.1 正交实验设计
        3.1.1 因素与水平的确定
        3.1.2 实验表头设计与安排
    3.2 正交实验结果
        3.2.1 直观分析
        3.2.2 极差分析
        3.2.3 方差分析
    3.3 工艺性能分析
        3.3.1 流速和松装密度
        3.3.2 烧结尺寸变化
        3.3.3 烧结密度
        3.3.4 化学成分分析
    3.4 显微组织分析
        3.4.1 孔隙
            3.4.1.1 孔隙的变化
            3.4.1.2 铜对孔隙的影响
            3.4.1.3 铬对孔隙的影响
            3.4.1.4 锰对孔隙的影响
        3.4.2 金相组织
            3.4.2.1 铜对烧结组织的影响
            3.4.2.2 铬对烧结组织的影响
            3.4.2.3 锰对烧结组织的影响
        3.4.3 物相分析
    3.5 力学性能分析
        3.5.1 铜对力学性能的影响
        3.5.2 铬对力学性能的影响
        3.5.3 锰对力学性能的影响
    3.6 断口形貌分析
    3.7 热处理实验
        3.7.1 工艺选择
            3.7.1.1 真空淬火
            3.7.1.2 回火
        3.7.2 显微组织
        3.7.3 力学性能分析
    3.8 本章小结
第四章 铬对 Fe-0.8C-2Cu-0.5Mn 组织性能的影响
    4.1 试验方法和结果
    4.2 工艺性能分析
        4.2.1 流速和松装密度
        4.2.2 弹性后效
        4.2.3 生坯密度和烧结密度
    4.3 显微组织分析
        4.3.1 孔隙
        4.3.2 金相组织
        4.3.3 物相分析
    4.4 力学性能分析
        4.4.1 表观硬度
        4.4.2 拉伸性能
            4.4.2.1 试验数据分析
            4.4.2.2 拉伸断口形貌分析
        4.4.3 冲击性能
            4.4.3.1 试验数据分析
            4.4.3.2 冲击断口形貌分析
    4.5 本章小结
第五章 Fe-0.8C-2Cu-0.5Mn-xCr 摩擦磨损性能
    5.1 试样制备与结果
    5.2 摩擦学特性
        5.2.1 摩擦曲线
        5.2.2 摩擦系数
        5.2.3 磨损体积
    5.3 磨损形貌
    5.4 磨损机理
    5.5 本章小结
全文结论
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3412959