後套八大渠

[拼音]:fenmo yejin hejingang

[英文]:powder metallurgy alloy steels

採用熱等靜壓或熱擠壓等熱成形技術,將合金鋼粉末緻密化成坯材,然後經一般熱塑性加工製成的合金鋼材。其密度接近或等於理論密度。這類鋼材與鑄鍛鋼相比,有以下特點:

(1)組織細小均勻,消除了鑄錠法難以避免的巨集觀偏析;

(2)合金化範圍寬,可不受鑄錠熱塑性差的限制。因此,這類鋼材的力學效能水平相當於甚至優於同類的鑄鍛鋼。目前世界上已有工業規模的粉末冶金合金鋼生產,主要製造粉末高速鋼、粉末無縫不鏽鋼管和粉末高溫合金渦輪盤等。這是粉末冶金髮展中的一個重大進展。20世紀60年代末,美國採用霧化制粉和熱成形工藝(見金屬粉末、粉末冶金成形制成了粉末高速鋼和高溫合金,同一時期瑞典也製成粉末高速鋼。70年代初兩國相繼建廠生產。70年代末瑞典又研製成功了粉末不鏽鋼管。中國於 70年代研製成氮氣霧化-包套擠壓的粉末高速鋼,還開始研究氬氣霧化-熱等靜壓或擠壓的粉末高溫合金。

上述材料都是用霧化法預合金粉末來製成。霧化時,熔融金屬液滴以相當大的冷卻速度被冷凝(冷凝速度為102~104K/s)比一般鑄錠的冷凝速度 (10-2~10K/s)快幾個數量級。這樣得到的粉末具有以下優點:

(1)顆粒之間成分很相近,成分的偏析被限制在粉末顆粒尺寸(10~500μm)範圍內。

(2)顆粒的顯微組織細小,其中包含的第二相(例如碳化物相)分佈較彌散均勻,用這種粉末生產的材料和製品,可以消除鑄錠材料難以避免的巨集觀偏析,從而改善了材料的組織和效能。

粉末的緻密化主要通過熱等靜壓和熱擠壓來實現,其典型工藝舉例如下。

粉末高速鋼生產工藝

非真空熔鍊、氮氣霧化制粉(氧含量<100ppm)─→粉末裝入低碳鋼包套、封焊─→冷等靜壓(400MPa)─→熱等靜壓成錠(約1000℃,100MPa,錠重1.5~2噸)─→鍛、軋等熱加工成材。有時也可省去冷等靜壓工序。

粉末高速鋼的主要特點是碳化物顆粒細小、分佈均勻(見圖),因而具有下列優點:

(1)可磨削性好,為相同鋼種的熔鑄高速鋼的2~3倍;

(2)韌性好,製成的刀具有良好的抗崩刃效能;

(3)質量均勻,不受斷面尺寸影響;

(4)熱處理時變形小,尺寸穩定性好;

(5)耐磨性好,製成的刀具比熔鑄高速鋼耐用2~5倍;

(6)由於熱加工性好,可進一步提高高速鋼中的合金含量(如高釩、高碳等),發展高效能的新鋼種。因此,粉末高速鋼在製造型面複雜的精密刀具和大截面刀具時更顯出其優越性。70年代世界上已有十幾個牌號的粉末高速鋼,年產能力約數千噸。粉末高速鋼的成本雖稍高於鑄鍛高速鋼,但如按攤到每個被加工工件上的成本計算,仍略低於後者。

粉末無縫不鏽鋼管的生產工藝

氬氣或氮氣霧化制粉─→將粉裝入中空包套,抽真空封焊─→冷等靜壓制管坯(400~500MPa)─→熱壓成管材(約1200℃)。

這一工藝的特點是:

(1)顯著提高產品收得率,從傳統冶金法約45%提高到70%,降低了成本;

(2)產品成分均勻,組織細小,尤其夾雜物細小、分佈均勻(如大於0.5μm 的硫化物僅為傳統冶金法管材的1/3),其力學和耐蝕效能相當於或優於傳統冶金法管材:③可生產異型和多孔道管材。