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粉末冶金技術(shù)制備高氮鋼引起廣泛重視

作者:翔宇粉末冶金制品

發(fā)布時(shí)間:2015-05-15 00:00:00

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熱等靜壓熔煉和加壓感應(yīng)爐熔煉是兩種在實(shí)驗(yàn)室里研制高氮鋼的方法,目前商業(yè)上生產(chǎn)高氮鋼的有效方法是增壓電渣重熔等。但這些方法都還存在一些問(wèn)題。在高氮鋼的制備上采用粉末冶金技術(shù),有可能克服這些問(wèn)題,由此引起了廣泛重視。比如,用加壓渣重熔和反壓鑄造法制備的鋼錠存在熱加工性欠佳等缺點(diǎn),而粉末冶金技術(shù)可以有效細(xì)化晶粒,并使顯微組織均勻,特別是采用粉末鍛軋技術(shù)能夠制得相對(duì)密度大于99.6%的成品。

制備高氮鋼的粉末冶金技術(shù)主要有;鋼水滲氮后霧化,如高壓氣體霧化和離心霧化;鋼水霧化過(guò)程中滲氮,如:等離子旋轉(zhuǎn)電極熔化-離心霧化法;固態(tài)滲氮,在流態(tài)化床反應(yīng)器或旋轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行滲氮及機(jī)械合金化。

高壓氣體霧化。這種方法適合于生產(chǎn)商業(yè)用高氮鋼粉末。首先在氮?dú)夥罩羞M(jìn)行高壓熔煉,使熔體的氮含量提高,然后再采用高壓氮?dú)庾黛F化氣體將熔體霧化制成粉末。快速凝固可以保證熔融金屬中的氮在急冷過(guò)程中不至于析出,同時(shí)能使鋼粉末中氮含量很高。目前用高壓氣體霧化工藝生產(chǎn)的高氮鋼的氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可大于1%。

離心霧化。在氮?dú)夥障氯蹮挼蔫F合金也可以通過(guò)離心霧化制成粉末。讓熔融金屬以一股細(xì)流沖到正在旋轉(zhuǎn)的盤(pán)上,因離心力作用使細(xì)流打碎成液滴。使用液氮作為淬火液能顯著提高粉末產(chǎn)品的質(zhì)量,防止氮化物析出,但對(duì)產(chǎn)品的含氮量沒(méi)有影響。

等離子旋轉(zhuǎn)電極熔化-離心霧化法。這種方法將等離子法和粉末冶金的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái),作為電極的快速旋轉(zhuǎn)鋼棒的端面在氬/氮?dú)獾入x子弧內(nèi)熔化,鋼棒的前端形成熔融薄膜,在離心力作用下被粉碎成細(xì)小的球狀金屬液滴。

固態(tài)粉末氮化。氮在鉻含量較高的奧氏體相中的溶解度比液相高得多,因而固態(tài)粉末氮化可避免一般鑄造生產(chǎn)高氮鋼中出現(xiàn)的諸如含氮量不均勻、氣孔形成等缺陷。由于多數(shù)金屬粉末的直徑小,一般在10~250微米,氮以間隙擴(kuò)散方式向粉末中心擴(kuò)散有足夠高的的速率。固態(tài)粉末氮化可避免高壓液相滲氮所帶來(lái)的一些弊端,同時(shí)可在較低的壓力和較低的溫度下完成氮化。固態(tài)粉末的氮化,一方面要用氨氣、尿素等能形成氮?jiǎng)葺^高的氣氛;另一方面氮化過(guò)程可改在流態(tài)化床中進(jìn)行。

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