粉末冶金材料學(xué)

粉末冶金材料由于其獨(dú)特的化學(xué)組成和物理、力學(xué)性能,為新材料的開發(fā)利用提供了廣闊的前景.曼景技術(shù)提供

MJ316高效防銹劑,為工序間產(chǎn)品表面提供了優(yōu)秀的防銹性能,

(英文:powder metallurgy dispersion-strenthened material)

金屬或合金基體相與高度彌散的、基本上不溶于基體的金屬或非金屬相所組成的粉末冶金材料。其主要特征是高溫強(qiáng)度高和抗蠕變性能好。強(qiáng)化機(jī)理與沉淀強(qiáng)化類似。但沉淀強(qiáng)化合金在高于沉淀相生成溫度加熱時，沉淀相會發(fā)生粗化和重溶，因此使用溫度受到限制。

而彌散強(qiáng)化合金，彌散相可以穩(wěn)定到基體固相線溫度。彌散質(zhì)點(diǎn)的存在改變了合金的屈服強(qiáng)度、加工硬化、蠕變和斷裂行為。高溫強(qiáng)度，特別是蠕變速率受彌散相幾何參數(shù)(即基體中質(zhì)點(diǎn)間的間距、質(zhì)點(diǎn)的直徑、形狀(長寬比))的影響。

其機(jī)制既受位錯繞過第二相的影響，也受晶界滑移的影響，還沒有一個被普遍接受的蠕變模型。彌散相選擇的一般原則是:生成自由能高，熔點(diǎn)高，與基體不互溶，相界能低(即界面結(jié)合良好)等。彌散相通常是氧化物，也可以是穩(wěn)定的金屬間化合物，甚至是純金屬。

飛機(jī)發(fā)動機(jī)上的剎車片、離合器摩擦片、松孔過濾器、多孔發(fā)汗材料、含油軸承、磁鐵芯、電觸點(diǎn)、高比重合金、硬質(zhì)合金和超硬耐磨零件等因含有大量非金屬成分或含有連通孔隙，都不能用普通鑄、鍛工藝制造，只能以粉末為原料經(jīng)冷壓、燒結(jié)等粉末冶金工藝來制造。

航空航天工業(yè)中使用的粉末冶金材料比較重要的有剎車片材料、松孔材料和高強(qiáng)度粉末合金三類。

剎車片是飛機(jī)機(jī)輪剎車裝置的核心。現(xiàn)代飛機(jī)著陸速度達(dá)200公里/時以上,剎車載荷很大，剎車片表面瞬時溫度可達(dá)800~1000°C,而且不允許發(fā)生粘結(jié)，以免剎車失效引起輪胎爆裂。以鐵粉或銅粉為主要成分再添加摩擦和防止粘結(jié)的非金屬粉末制成的粉末冶金剎車片(見圖)可以滿足這種要求。

絕大多數(shù)軍用飛機(jī)和民用機(jī)都采用粉末冶金剎車片。因?yàn)槊看蝿x車都會發(fā)生磨損，100~500次后就需要更換剎車片，所以它是飛機(jī)上用量最大的粉末冶金材料制件。粉末冶金材料

即多孔滲透性粉末冶金材料。渦輪發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)和飛行器液壓操縱系統(tǒng)中使用的青銅或不銹鋼過濾器，是防止微粒堵塞和卡滯的重要部件。金屬纖維松孔材料的強(qiáng)度和塑性較好，可用于高溫部位，如渦輪噴氣發(fā)動機(jī)葉尖密封環(huán)用的高溫合金氈帶和火箭發(fā)動機(jī)噴注器面板、燃燒室內(nèi)壁和喉部用的發(fā)汗冷卻松孔材料。

經(jīng)粉末熱成形的完全致密的高溫合金、鋁合金和鈦合金。

一些現(xiàn)代飛機(jī)的發(fā)動機(jī)已使用了鍛造的粉末高溫合金渦輪盤和壓氣機(jī)盤。為節(jié)約原材料并省去鍛造工序,還可以直接進(jìn)行熱等靜壓精密成形。用機(jī)械合金化方法制造的彌散強(qiáng)化高溫合金和快速凝固粉末高溫合金在1000~1050°C以上強(qiáng)度可以超過定向凝固合金，是制造導(dǎo)向葉片和渦輪葉片的好材料。粉末鋁合金主要用作飛行器和發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)材料。

機(jī)械合金化鋁合金和快速凝固粉末鋁合金的強(qiáng)度可達(dá) 700兆帕(約70公斤力/毫米)。比強(qiáng)度達(dá)到鈦合金和超高強(qiáng)度鋼的水平,使用溫度可達(dá)250~300°C，擴(kuò)大了現(xiàn)有鋁合金的應(yīng)用范圍。快速凝固的鋁-鋰合金與變形鋁合金相比，比剛度高30%，比強(qiáng)度高一倍， 如取代鋁合金可使飛行器重量減少30%以上。