Mikrostruktura stopów proszkowych systemu „żelazo-grafit”

Sproszkowane stale węglowe są najczęściej otrzymywane przez bezpośrednie wprowadzenie węgla do ładunku w postaci grafitu, sadzy lub proszku żeliwnego.

Mikrostruktura spiekanych stopów żelaza i grafitu odpowiada strukturze zwartej stali węglowej o tej samej zawartości węgla. Jednak w wyniku nierównomiernego rozkładu grafitu w objętości mieszaniny i procesu powolnej dyfuzji stale otrzymywane z mechanicznych mieszanek proszków charakteryzują się nierównomiernym rozkładem węgla, co prowadzi do anomalii w strukturze materiału. Tak więc, na przykład, w strukturze stopu kompozycji eutektoidalnej, wraz z główną strukturą perlitu, mogą wystąpić wtrącenia nadmiaru cementytu (w pobliżu wtrąceń grafitowych) i ferrytu.

Poniższy rysunek przedstawia mikrostrukturę materiałów proszkowych o zawartości węgla 0,2% (A) i 0,5% (b) otrzymaną przez prasowanie mieszaniny rozpylonego proszku żelaznego ASC 100,29 z grafitem pod ciśnieniem 600 MPa i spiekanie w endogasie w temperaturze 1120 °C przez 30 minut (gęstość próbek wynosi odpowiednio 7,15 i 7,10 g/cm3).

Z wyjątkiem obecności porów, przedstawione struktury nie różnią się w żaden sposób od struktur zwartych stali o tym samym składzie.

Mikrostruktura stopów proszkowych systemów” żelazo-miedź „i” żelazo-miedź-grafit”

Miedź jest jednym z głównych składników stopowych stali proszkowych, ponieważ podczas spiekania powyżej temperatury 1094 ° C, topienia, tworzy fazę ciekłą i korzystnie wpływa na proces tworzenia struktury i właściwości stali.

Maksymalna rozpuszczalność miedzi w y-żelazie wynosi 8%, W N-żelazie-3,5% (w temperaturze 835 ° C). Po ochłodzeniu rozpuszczalność miedzi w ” – żelazie zmniejsza się do 0,2-0,35% w temperaturze pokojowej.

Powolne chłodzenie towarzyszy uwalnianiu nadmiaru miedzi z roztworu wzdłuż granic ziaren w postaci bogatej w miedź fazy E. Podczas przyspieszonego chłodzenia miedź pozostaje w przesyconym roztworze stałym, przyczyniając się do utwardzania wydzieleniowego.

Wprowadzenie miedzi w ilości 1,0-10% wag zwiększa granicę plastyczności i wytrzymałość na rozciąganie materiału, ale nieco zmniejsza jego ciągliwość i wytrzymałość. Ponadto wprowadzenie miedzi znacznie zwiększa odporność materiału proszkowego na korozję atmosferyczną. Miedź zmniejsza skurcz materiału podczas spiekania.

Na rysunku przedstawiono zdjęcia mikrostruktury stopów zawierających 2% (15,2, a) i 4% (15,2, b) miedzi. Mieszaninę proszków prasowano pod ciśnieniem 700 MPa i spiekano w endogasie w temperaturze 1120°C przez 30 minut.

Mikrostruktura spiekanych proszkowych stopów żelaza i miedzi o zawartości miedzi 2% (a) i 4% (b) można zauważyć, że całkowita homogenizacja rozkładu miedzi w matrycy żelaza nie została osiągnięta podczas spiekania (obszary bogate w miedź mają czerwono-brązowy odcień po wytrawieniu). Przy właściwie przeprowadzonym spiekaniu nie powinno być strukturalnie wolnej miedzi w stopach.