含镍粉末冶金钢通常因为镍的分布相当不均匀而无法达到优良的机械性质,在本研究中以扩散型合金钢FD-0405(Fe-4Ni-0.5Mo-1.5Cu-0.5C)作为基础粉,探讨在烧结后合金元素不均匀的成因,并了解其对机械性质的影响。由微型拉伸试片的破断路径与显微组织可发现在原始铁粉外围与烧结颈部的富镍贫碳区域共有三种,为肥粒铁、麻田散铁与沃斯田铁,其中富镍肥粒铁因为硬度与强度都相当低,所以这些富镍肥粒铁是拉伸破坏发生的主要区域,而铁粉心部的波來铁也是容易发生破坏的区域。若添加含铬、钼之母合金粉或直接以含铬、钼之预合金钢粉作为基础粉时,由电子探测微分析仪可以发现镍与碳的分布变得较为均匀,因此有效消除了强度相当低的富镍肥粒铁与波来铁而形成较多的变韧铁与麻田散铁,大幅提升了含镍粉末合金钢的抗拉强度与硬度。此强化之原因除了铬与钼可以增加烧结钢的硬化能之外,由Thermo-Calc的热力学计算也发现铬与钼可以减少镍与碳之间的互斥性,使得镍及碳之分布变得较均匀,因此可以有效消除烧结钢中的低强度组织进而提升机械性质.经过适当的合金设计及烧结条件之选择,合金钢可在烧结后不需经过淬火处理,只需回火即可达到高强度。