铁氮化合物有较高的硬度、较好的耐磨性和抗蚀性及磁学性能。若用含氮铁基粉末冶金材料来代替铁基粉末冶金材料,则可弥补铁基粉末冶金材料性能上的一些缺点,并可利用含氮铁基粉末冶金材料某些方面的特殊性能来替代以前的材料以提高部件的使用寿命,提高经济效益。本文作者对含氮铁基粉末冶金材料的制备工艺及获得的含氮铁基粉末冶金材料的性能进行了研究。实验中采用了氧化铁粉代替纯铁粉来制备Fe₃N粉末,然后对Fe₃N粉末压制成型后进行烧结,烧结气氛为氨气和适量的氮气混合气体。在该工艺下制备出了含氮铁基粉末冶金材料。对制备出的含氮铁基粉末冶金材料的成分、结构、物理性能及力学性能分别作了实验研究,并通过热力学知识和动力学知识对制粉过程和烧结过程进行了分析。结果表明,制备出的含氮铁基粉末冶金材料的相结构主要为Fe和Fe4N两种,其中Fe₄N成分约占19%。该材料具有较高的密度,其电阻率为19μΩ·cm,最大磁感应强度为86.8emu/g,矫顽力和剩磁分别为26Oe和0.45emu/g。在力学性能方面,该材料的显微硬度值是铁基粉末冶金材料的2～3倍,腐蚀性能比铁基粉末冶金材料提高了2～3倍,且摩擦磨损性能提高了1～2倍。由热力学分析可知:制粉过程氧化铁粉渗氮要比纯铁粉渗氮容易且效果要好。在烧结过程中,即使氧分压很低,Fe₄N也会发生氧化,因此烧结时必须要有保护气体。通过烧结动力学分析对烧结过程中的氮势及氮原子的扩散机理作了说明。在不同的烧结气氛下进行烧结可以得到不同成分的烧结材料,通过实验的对比结果得出在NH₃-N₂气氛下烧结可以得到含量较高的Fe₄N,NH₃的作用是提供氮势,而N₂的作用是降低氢分压,达到控制氮势目的。