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碳含量和孔隙率对粉末冶金零件力学性能的影响

图5-2制作的拉仲试样

Fig.5-2Machinedtensilespecimen

.2布氏硬度测试

本实验采用布氏硬度测试，测试时按照操作步骤在每个试样的三个不同位置分别打三次硬度，每个试样三组硬度值再取平均伯。殿后得出试样1与试样2的硬度仇。

金相组织的观察

金村试样的制作主要分成以下几步·

(I)试样切割

从图5-3所示的零件的内闸锯下一块试样进行镶嵌，标记为试样1。从外阐零件锯下一块试样进行镶嵌，标记为试样2。

图5-3粉末冶金零件图

Fig.S-3Powdern论tallurgypartdrawing

(2)试样镶嵌

将试样放到镶嵌机的底部，倒入适扯酚酸树脂，加压升温到140°c.保温十分钟即可取出，完成镶嵌．

(3)预磨

把切好的块或镶嵌好的东西放在聪盘上进行预磨，砂纸使用递循从粗到细的原则，首先用较粗的砂纸400目，再换成600目、800目、1000目，岐后用1200目的砂纸磨。预磨过程中按照两个互成90?的方向磨，先按一个方向磨去另一方向的磨痕，然后转换90?继续磨，直到试验表面光亮并且观察不到明显较深的划痕为止．

(4) 抛光

把磨好的试样放在抛光机上，并在抛光的时候加入适当的抛光剂，直到把观察而抛成镜面．

抛光盘上铺以细帆布、呢绒、丝绸等，抛光时在抛光盘上不断滴注三氮化二铭拗光液。操作时将试样糜面均匀地压在旋转的抛光盘上，并沿盘的边缘到中心不断作径向往复运动。抛光时间一般为3-5min。抛光后的试样，其磨而应光亮无痕，且石墨或夹杂物等不应抛掉或有拽尾现象。这时，试样先用蒸饰水冲洗，再用无水洒精清洗磨而，鼓后用吹凤机吹干．

(5)腐蚀

对试祥进行腐蚀时一定要注意时间，还要注意腐蚀液的选配，针对不同的材料，配制不同的腐蚀液。钢铁材料赦常用的浸蚀剂为3%-4％硝酸酒精溶液．

侵蚀方法是将试样磨而浸入浸蚀剂中，或用棉花沾上浸蚀剂擦试表面。侵蚀时间要适当，一般试样磨而发暗时就可停止。如果侵蚀不足，可重复侵蚀。侵蚀完毕后，立即用蒸熘水冲洗，接着用酒桔冲洗，鼓后用吹凤机吹干。这样制得的金相试样即可在显微镜下进行观察和分析研究。如果一旦侵蚀过度，试样衙要觅新磨，直到磨去腐蚀痕，然后进行磨光，再去侵蚀．

实验过程中将试样放在金相显微镜100倍的放大倍数卜进行观察。并利用金相分析系统软件对观察到的金相组织进行拍照并分析

碳元素含噩测试

铁基粉末冶金材料中，碳含篮影咱着材料的显微组织和力学性能。碳的添加可以显著提高材料的强度、硬度以及耐磨性，但是如果碳含诫过高，零件的加工性能降低、脆性增大、韧性降低。

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图5-4碳含设与材料相对密度的关系曲线”(KIl

Fig.5-4RelationshipcurveofCarboncontentandrelativedensity

粉末冶金结构类材料碳含扯一般为0.2%- I%，当化合碳含扯高于1％时，粉末冶金结构材料的抗拉强度会减低，且易于产生烧结变形与合金偏析。当化合碳含扯高于0.8％时，材料的切削性能与整形性能都会明显恶化，在而要进行切削加工的材料，化合碳含掘应低于0.8%，披好低于0.5％凹l。 碳含掘如果 过 低 ，合金材料中碳化物形成扯就减少，材料的硬度和强度下降，耐磨性能变差，而碳含扯如果过高，材料的烧结性能就会变差。因此，确定合理的碳含握:,有助于获得理想的烧结温度范围，使材料有好的综合力学性能”00)?

根据铁碳相图，碳含撞增加可使合金的固相线降低，从而增加了烧结过程中液相的比例，促进了烧结致密化。但如果材料的碳含撮过高，会造成晶粒长大和碳化物粗化，呈现大掘的网格状渗碳体，这会大大降低材料的性能．

图5-4是在同一烧结温度下，碳含扯与材料相对密度的关系曲线。图中的相

对密度就是实际测扯的密度值与理论密度值之比，它的变化趋势同时反映了材料的烧结密度的变化。由图可以看出，材料的相对密度对材料的 含碳扯非常敏感．在含碳握逐渐增加并且低于1.4％的时候，粉末冶金零件的相对密度是随着碳含扯的增加而增加的．在碳含