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粉末冶金不锈钢工艺

信息来源：求和不锈钢时间：2018-11-17 10:05:59 浏览次数:-

不锈钢板材在我国的产品上，粉末冶金不锈钢是指用粉末冶金方法制造的不锈钢。优质碳素结构钢(gb/t699-1999) 钢中除含有碳(c)元素和为脱氧而含有一定量硅(si)(一般不超过0.40%)、锰(mn)(一般不超过0.80%,较高可到1.20%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。此类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其硫(s)、磷(p)杂质元素含量一般控制在0.035%以下。若控制在 0.030%以下者叫高级优质钢,其牌号后面应加“a”,例如20a;若p控制在0.025%以下、s控制在0.020%以下时,称特级优质钢,其牌号后面应加“e”以示区别。对于由原料带入钢中的其他残余合金元素,如铬(cr)、镍(ni)、铜(cu)等的含量一般控制在cr≤0.25%、ni≤0.30%、cu≤0.25%。有的牌号锰(mn)含量达到1.40%,称为锰钢。

此类钢是依靠调整含碳(c)量来改善钢的力学性能,因此,根据含碳量的高低,此类钢又可分为: 低碳钢--含碳量一般小于0.25%,如10、20钢等; 中碳钢--含碳量一般在0.25~0.60%之间,如35、45钢等; 高碳钢--含碳量一般大于0.60%。此类钢一般不用于制造钢管。使用该方法制备的不锈钢可以使显微组织细化，合金元素的偏析减少，从而改善材料的性能。此外，还能够节省原材料与节约能耗，实现低碳、绿色、环保。

中华不锈钢网陆续报道:粉末冶金不锈钢的工艺流程是制备粉末—>成形—>烧结。

制备粉末是用粉末冶金法生产不锈钢的第一步，可以是水雾化，将熔融的不锈钢由喷嘴漏孔流出，用高压水吹散、凝固，得到不锈钢粉末。水雾化不锈钢粉末的松装密度为2.5~3.2 g/cm3。也可以是气雾化，高压氮气雾化粉末的松装密度为4.8 g/cm3，粉末氧含量小于10-4。还可以采用旋转电极制粉法生产球状不锈钢粉末。

接下来是成形。成形的压力为550~830 mpa。

下一步是烧结。由于不锈钢中的合金元素容易氧化，所以必须在含氧量极低的保护气氛中烧结，如果采用氢气或分解氨作为保护气氛，露点应为-45~-50℃。也可采用真空烧结，烧结温度为1120~1150℃。还可以将这些不锈钢粉末装入包套内，抽真空密封后，冷等静压制，接着热等静压致密化成材，工艺参数为1050℃，压力2 kpa。

与普通的铸锻不锈钢材相比，粉末冶金不锈钢的合金元素的偏析小，晶粒度细小，不纯的夹杂物细小并均匀分布，力学性能和耐腐蚀性能较高。特别是用粉末冶金方法生产的高氮不锈钢，比高压熔炼法成本要降低很多，同时粉末冶金高氮不锈钢具有一系列优异的性能，应用前景非常广阔。普遍采用了不锈钢材料。在不锈钢产品当中，不锈钢材料化学因素影响强度特征,但最重要的和最基本的因素是其中添加的不同化学元素，主要是金属元素。不同类型的不锈钢由于其化学成分的差异，不锈钢中厚板就有不同的强度特性。

(1)马氏体型不锈钢:马氏体型不锈钢与普通合金钢一样具有通过淬火实现硬化的特性，因此可通过选择牌号及热处理条件来得到较大范围的不同的力学性能。马氏体型不锈钢从大的方面来区分，属于铁—铬—碳系不锈钢.进而可分为马氏体铬系不锈钢和马氏体铬镍系不锈钢。不锈钢材料化学因素影响强度特征,在马氏体铬系不锈钢中添加铬、碳和钼等元素时强度的变化趋势和在马氏体铬镍系不锈钢中添加镍的强度特性如下所述。

马氏体铬系不锈钢在淬火—回火条件下，增加铬的含量可使铁素体含量增加，因而会降低硬度和抗拉强度。低碳马氏体铬不锈钢在退火条件下，当铬含量增加时硬度有所提高，而延伸率略有下降。在铬含量一定的条件下，碳含量的增加使钢在淬火后的硬度也随之增加，而塑性降低。添加钼的主要目的是提高钢的强度、硬度及二次硬化效果。不锈钢材料化学因素影响强度特征,在进行低温淬火后，钼的添加效果十分明显。含量通常少于1%。

中华不锈钢网陆续报道:在马氏体铬镍系不锈钢中，含一定量的镍可降低钢中的δ铁素体含量，使钢得到最大硬度值。马氏体型不锈钢的化学成分特征是，在0.1%----1.0%c，12%---27%cr的不同成分组合基础上添加钼、钨、钒和铌等元素。由于组织结构为体心立方结构，因而在高温下强度急剧下降。而在600℃以下，高温强度在各类不锈钢中最高，蠕变强度也最高。

(2)铁素体型不锈钢:据研究结果，当铬含量小于25%时铁素体组织会抑制马氏体组织的形成，因而随铬含量的增加其强度下降;高于25%时由于合金的固溶强化作用，强度略有提高。不锈钢材料化学因素影响强度特征,钼含量的增加可使其更易获得铁素体组织，可促进α’相、σ相和χ相的析出，并经固溶强化后其强度提高。但同时也提高了缺口敏感性，从而使韧性降低。钼提高铁素体型不锈钢强度的作用大于铬的作用。

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