氧对Fe（Cr，Mo）粉末冶金钢的显微组织与断口形态的影响.docxVIP

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第31卷第5期2013年10月

粉末冶金技术

PowderMetallurgyTechnology

Vol.31,No.5Oct.2013

四海文苑氧对Fe(Cr,Mo)粉末冶金钢的显微组织与断口形态的影响

四海文苑

LorenzS.Sigl,PatriceDelarbre(SinterstahlGmbH87629Fussen,Germany)

摘要：有一些粉末冶金(Cr,Mo)合金钢是由大量生产的AstaloyCrM粉末(3%Cr,0.5%Mo)制造的，并且

烧结件具有不同的含氧量。对这些材料的显微组织与断口形态进行了分析。发现，氧一般是以Cr?O?颗粒析出，聚集在沿以前颗粒边界的平面上。这种空间形相(spatialconfiguration)控制着烧结颈塑性变形时的晶核形成与微小孔隙的间距，因此，含氧量增高时，韧性与疲劳强度都会大大减低。最后表明，用高温烧结可制成兼具高强度与韧性好的粉末冶金(Cr,Mo)合金钢。这是因为高温烧结可将这些材料的含氧量(质量分数)减小到0.05%。

关键词：铬钢；韧性；断裂性状

ImpactofoxygenonthemicrostructureandfracturemorphologyofFe(Cr,Mo)-PMsteels

LorenzS.Sigl,PatriceDelarbre

(SinterstahlGmbH87629Fussen,Germany)

Abstract:Anumberof(Cr,Mo)-alloyedPM-steelswaspreparedfromcommercialpowder(3wt.%Cr,0.5wt.%Mo)andsinteredtovariousoxygenlevels.Themicrostructureandthefractographicappearanceofthesematerialswereanalyzed.OxygenbeinggenerallyprecipitatedasparticulateCr?O?wasfoundtobeconcentratedinplanesalongformerparticleboundaries.Thisspatialconfigurationcontrolsthenucleationandspacingofmicro-voidsduringplasticdeformationofsinteringnecksandsignificantlyreducesductilityandfatigueresistanceuponinereasingoxygencontent.Finallyitisshownthat(Cr,Mo)-PM-steelscombiningbothhighstrengthandgoodductilitycanbeobtainedbyhightemperaturesinteringwhichreducestheoxygencontentofsuchmaterialsbelow0.05wt.%.

Keywords:chromiumsteels;ductility;fracturebehavior

对于生产高使用性能粉末冶金汽车零件，粉末冶金铬钢具有引人注意的节约潜力。在2000年前后1-12],这个课题曾经是粉末冶金界的焦点。大量生产的预合金化Fe-(Cr,Mo)粉末即AstaloyCrM粉末(HoganasAB的产品)具有显微组织均一的特点，但是用DistaloyAB粉末制造的粉末冶金Cu-Ni-Mo钢，其显微组织中含有较软的组分，诸如富Ni奥氏体或铁素体，这种多相性一般都会减低强度与硬度。图1中对大量生产的各种粉末冶金高强度钢的力学性能进行了比较。显然，Cr钢在向强度较高与淬透

性好的性能方面扩展。Cr合金钢，由于化学组成与显微组织的均一性，只要选择的含C量与冷却速率精确，就能得到最高的力学使用性能；只要生产工艺条件适当，就很容易使形成的均一显微组织位于全贝氏体与全马氏体之间1-2,4,7,9,13]。

尽管性能如此引人注目，但粉末冶金Cr钢在生产过程中也还存在严重障碍，使之难以大量生产应用。首先，固溶强化使之比扩散合金化的粉末较难压制1-3);最致命的缺陷是，其在烧结时对氧吸收的敏感性[2,14-15]。重要的是