傳統(tǒng)的黑色金屬粉末冶金依賴于粉末在燒結(jié)前的單軸模壓。該操作會導(dǎo)致顆粒重排和變形，壓合的初始狀態(tài)最終決定了燒結(jié)行為。在這項(xiàng)研究中，研究了在三種不同壓力水平下壓實(shí)的水霧化鐵粉的燒結(jié)，有和沒有混合石墨。

粉末和緊致物的電子背散射衍射顯示，壓實(shí)后低角晶界大幅增加.通過氫氣中的膨脹測量法研究了壓坯的燒結(jié)。初始壓實(shí)會強(qiáng)烈影響燒結(jié)收縮率，特別是在低溫、高擴(kuò)散率鐵氧體區(qū)域，該區(qū)域可占記錄收縮率的80%。總收縮率中只有一小部分來自奧氏體相，即使在高燒結(jié)溫度下也是如此。然而，鐵素體和奧氏體中燒結(jié)收縮率的比率隨壓實(shí)壓力、碳含量和加熱速率而變化。

不同粒徑和碳含量的樣品之間發(fā)生的致密化是相似的。最顯著的結(jié)果是，當(dāng)以400 MPa壓實(shí)的樣品受到不同的加熱速率時，密度發(fā)生了顯著變化。高加熱速率使樣品在奧氏體中更快地達(dá)到高溫，其中可能發(fā)生大量收縮。這似乎有利于低生密度樣品，因?yàn)樗鼈冊谏鳡顟B(tài)下的低壓實(shí)水平不能促進(jìn)鐵素體中的大收縮，因此應(yīng)盡快繞過鐵氧體，以支持高溫奧氏體燒結(jié)。與本研究中的研究并行，已經(jīng)進(jìn)行了一種將納米粉末添加到水霧化鐵粉中的新方法.

這些極細(xì)的粉末顆粒被證明可以增強(qiáng)燒結(jié)，特別是在低溫下，納米粉末在較粗的粉末之前變得活躍。然而，由于含有納米粉體的粉末混合物的可壓縮性較低，最終的燒結(jié)密度與不含納米粉體的樣品大致相同。盡管如此，對于更細(xì)的粉末部分，可壓縮性和燒結(jié)活性之間的關(guān)系需要進(jìn)一步研究，以揭示它們對工業(yè)燒結(jié)實(shí)踐的適用性。

鐵粉壓坯的燒結(jié)受多種因素影響;粉末和綠色的初始狀態(tài)和致密性，以及燒結(jié)氣氛等加工條件。使用EBSD對普通粉末和綠色樣品的分析表明，由于變形，低角度晶界的增加和顆粒間接觸區(qū)域的局部定向錯誤，小顆粒或顆粒區(qū)域在其總體積中具有較大比例的變形。

此外，顆粒內(nèi)菌株可以觀察到粉末顆粒大小的函數(shù)。膨脹測量結(jié)果顯示，在600-800°C范圍內(nèi)，燒結(jié)收縮率越來越大，這是等溫溫度和壓實(shí)壓力的函數(shù)，并且在700°C時樣品之間的收縮率存在偏差。

因此，可以假設(shè)收縮各向異性始于這些溫度周圍，在平行于壓實(shí)的方向上具有相對大于單軸壓榨樣品中垂直于壓實(shí)的燒結(jié)收縮。隨著鐵的自擴(kuò)散率在鐵氧體區(qū)域末端增加，差異會加劇。完整的燒結(jié)周期表明，高壓實(shí)壓力會產(chǎn)生較大的整體收縮率，其影響主要來自較大的鐵氧體收縮率。碳的添加會隨著碳的溶解而改變奧氏體中的燒結(jié)速率，從而導(dǎo)致在等溫?zé)Y(jié)溫度下整體收縮較大。盡管如此，由于可壓縮性較低，普通樣品和含碳樣品的最終燒結(jié)密度相似。

顆粒尺寸僅略微影響最終的燒結(jié)密度，可能是由于權(quán)衡，其中較細(xì)的粉末顆粒通常顯示出較大的燒結(jié)收縮率，但被壓實(shí)到略低的生坯密度。