粉末冶金锰钢研究新进展.docx

学免兔www.xuetut

第30卷第1期2012年2月

粉末冶金技术

PowderMetallurgyTechnology

Vol.30,No.1Feb.2012

粉末冶金锰钢研究新进展

BruceLindsley*,BrianJames(Hoeganaes公司，Cinnaminson,NJ08077,美国)

摘要：铁基粉末冶金产业在继续开发与扩大使用非传统粉末冶金合金化元素。Mo、Ni与Cu的价格、环境与可回收性一直在推动这种扩大使用。Mn是铸锻钢的价格比较低廉且有效的合金化元素；不过，过去氧的敏感性限制了Mn在粉末冶金钢中的应用，现在氧分压低的氮-氢烧结气氛可允许使用Mn。Mn与适量Mo的组合可使粉末冶金钢合金的力学性能接近FD-0405的水平。同样重要的是，这些合金可在常用的工业烧结条件下进行处理。在较高碳含量下，这些锰钢可用作贫合金烧结硬化钢牌号。笔者将讨论含Mn铁基粉末冶金材料的这些优势。

关键词：Mn;铁基粉末冶金钢；力学性能

PMsteelsthatcontainmanganese

BruceLindsley,BrianJames

(HoeganaesCorporation,Cinnaminson,NJ08077,USA)

Abstract:TheferrousPMindustrycontinuestodevelopandexpanditsuseofnon-traditionalPMalloyingelements.Price,environmental,andrecyclabilityconcernswithMo,NiandCuhavedriventhisexpansion.Manganeseisarelativelyinexpensive,yeteffective,alloyingelementinwroughtsteels.Nevertheless,oxygensensitivityhaslimitedtheuseofmanganeseinPMsteelsinthepast.Thecurrentnitrogen-hydrogensinteringatmosphereswithlowpartialpressuresofoxygennowpermititsuse.ThecombinationofMnwithamoderatelevelofMoresultsinPMsteelalloyswithmechanicalpropertiesapproachingthoseofFD-0405.Equallyimportant,thesealloyscanbeprocessedundertypical,industrialsinteringconditions.Athighercarboncontentsthesemanganesesteelscanbeusedasleanalloy,sinter-hardeninggrades.ThebenefitsofferrousPMalloyscontainingmanganesewillbediscussed

Keywords:Mn;ferrousPMsteel;mechanicalproperties

根据Mn的成本与使用性能的对比，Mn对粉末冶金钢是一种有吸引力的合金化元素。为使烧结态合金达到中等至高力学性能，采用高含量的Mo、Ni及Cu的传统粉末冶金钢组成，对价格的不稳定性反应敏感，这在最近10年的合金市场中已得到证明。在这些材料的价格波动之前，合金成本只占最终零件成本的一小部分，因此高合金化材料是粉末冶金零件的良好选择。最初以海绵Fe粉，后来以水雾化Fe粉为基体的扩散合金FD-0205与FD-0405,都是根据这个原理最早开发出的合金。尽管

对整个合金含量而言，硬度与屈服强度比较低，但用这些合金可制成强度好且韧性优越的零件。对生产工艺而言，这些合金的压缩性好、烧结条件(气氛气体组成，烧结时间)灵活，所以这些合金一直很稳定。后来，引入了含Mo预合金，接着是这些预合金的混合合金，最后是合金化程度更高的烧结硬化牌号。最初用于锻造的某些水雾化合金，诸如FL-4600,也用了烧结硬化。大多数合金都局限于Mo、Ni与Cu,以及低含量Mn。合金设计主要在性能与压缩性之间进行权衡，合金成本往往是次