论文部分内容阅读
大多零件在实际使用过程中,仅有部分区域或部位需要高的使用性能。因此,可用双层或多层材料,对于性能要求高的区域或部位用高含量的合金元素以满足使用性能,性能要求不高的区域或部位不用或少用合金元素,作为基体起承载作用,从而实现节约化、绿色化制造。本文用粉末冶金压制烧结法制备双层铁基粉末冶金材料,其基体层为Fe-1.2C-5Cu,合金层中单独或复合添加Cr、Mo、Ni、Co元素；研究了双层铁基粉末冶金材料试样在烧结态、熔渗态、热处理态下的组织、径向压溃强度及摩擦系数。采用是湿混法,可以提高混料的均匀性。两次装粉两次压制法压制的试样,烧结后合金层和基体层结合良好,无开裂。随着压制压力的增大,压坯的密度及烧结后试样的硬度和径向压溃强度一开始会大幅上升,但是压制压力增大到650MPa之后,其增长幅度将会降低。烧结态下,添加Ci、Mo、Ni元素,合金层中除了珠光体和铁素体组织,还有部分贝氏体。单一添加Cr元素时,组织中有未化合石墨。添加Mo元素获得的贝氏体组织最多。单独添加Ni元素得到珠光体组织片层最细。单一添加Co元素只获得珠光体组织。同时加入Mo、Ni元素时,烧结态试样中的贝氏体组织最多。Ci、Mo元素在烧结试样中会富集,形成碳化物和合金渗碳体。Ni、Co元素在试样中的分布较为均匀。熔渗处理后,合金元素扩散更为充分,添加Cr、Mo、Ni元素,合金层中出现大量的贝氏体组织,Cr、Mo元素的富集区碳含量增大,以及大量网状的游离铜组织。热处理后,组织为回火马氏体和残余奥氏体,组织中容易出现网状结构,同时添加NiCo元素的热处理试样在晶界处出现三次渗碳体。烧结态下,添加Mo元素的试样径向压溃强度最高,达到850MPa。添加Cr、Co元素试样的径向压溃强度低。熔渗处理后,试样的径向压溃强度均得到提高,添加Mo元素的试样径向压溃强度升高为1227MPa。同时添加CrMo元素的熔渗态试样径向压溃强度达1016MPa。热处理后,复合添加合金元素的试样径向压溃强度值变化不是很大。Mo元素可以使烧结态试样的摩擦系数降低。单独添加Mo元素的试样平均摩擦系数为0.116,同时加入MoCo元素的试样平均摩擦系数为0.137。烧结试样熔渗处理后,密度提高,摩擦系数升高。热处理后,添加Cr元素试样的平均摩擦系数降低,添加Mo元素的试样的平均摩擦系数升高。