含氮鐵基粉末冶金材料制備的熱力學(xué)分析及性能研究.pdf

1、鐵氮化合物有較高的硬度、較好的耐磨性和抗蝕性及磁學(xué)性能。若用含氮鐵基粉末冶金材料來代替鐵基粉末冶金材料,則可彌補(bǔ)鐵基粉末冶金材料性能上的一些缺點(diǎn),并可利用含氮鐵基粉末冶金材料某些方面的特殊性能來替代以前的材料以提高部件的使用壽命,提高經(jīng)濟(jì)效益。本文作者對(duì)含氮鐵基粉末冶金材料的制備工藝及獲得的含氮鐵基粉末冶金材料的性能進(jìn)行了研究。
　　 實(shí)驗(yàn)中采用了氧化鐵粉代替純鐵粉來制備Fe3N粉末,然后對(duì)Fe3N粉末壓制成型后進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)氣

2、氛為氨氣和適量的氮?dú)饣旌蠚怏w。在該工藝下制備出了含氮鐵基粉末冶金材料。對(duì)制備出的含氮鐵基粉末冶金材料的成分、結(jié)構(gòu)、物理性能及力學(xué)性能分別作了實(shí)驗(yàn)研究,并通過熱力學(xué)知識(shí)和動(dòng)力學(xué)知識(shí)對(duì)制粉過程和燒結(jié)過程進(jìn)行了分析。
　　 結(jié)果表明,制備出的含氮鐵基粉末冶金材料的相結(jié)構(gòu)主要為Fe和Fe4N兩種,其中Fe4N成分約占19％。該材料具有較高的密度,其電阻率為19μΩ·cm,最大磁感應(yīng)強(qiáng)度為86.8emu/g,矯頑力和剩磁分別為260e和0

3、.45emu/g。在力學(xué)性能方面,該材料的顯微硬度值是鐵基粉末冶金材料的2～3倍,腐蝕性能比鐵基粉末冶金材料提高了2～3倍,且摩擦磨損性能提高了1～2倍。
　　 由熱力學(xué)分析可知:制粉過程氧化鐵粉滲氮要比純鐵粉滲氮容易且效果要好。在燒結(jié)過程中,即使氧分壓很低,Fe4N也會(huì)發(fā)生氧化,因此燒結(jié)時(shí)必須要有保護(hù)氣體。通過燒結(jié)動(dòng)力學(xué)分析對(duì)燒結(jié)過程中的氮?jiǎng)菁暗拥臄U(kuò)散機(jī)理作了說明。在不同的燒結(jié)氣氛下進(jìn)行燒結(jié)可以得到不同成分的燒結(jié)材料,通過