粉末冶金原理试题.doc

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1、18、分析烧结时形成连通孔隙和闭孔隙的条件。开孔：Ps=Pv-γ/ρPs仅是表面张应力（-γ/ρ）中的一部分，因为气体压力Pv与表面张应力的符号相反。当孔隙与颗粒表面连通即开孔时，Pv可取1atm，只有当烧结颈ρ长大，表面张力减小到与Pv平衡时，烧结收缩停止闭孔：Ps=Pv-2γ/r孔r孔：孔隙半径-2γ/r孔表示作用在孔隙表面使孔隙缩小的张应力。当孔隙收缩时，气体若来不及扩散出去，形成闭孔隙。如果张应力大于气体压力Pv，孔隙继续收缩。Pv大到超出表面张力时，隔离孔隙停止收缩21、在哪些情况下需要向粉末中添加成形剂？为什么？（a）硬质粉末，由于粉末变形抗力很高，无法通过压制

2、所产生的变形而赋予粉末坯体足够的强度，一般采用添加成形剂的方法以改善粉末成形性能，提高生坯强度，便于成形。橡胶、石蜡、PEG、PVA等。（b）流动性差的粉末、细粉或轻粉（填充性能不好，自动成形不好，影响压件密度的均匀性）。添加成形剂能适当增大粉末粒度，减小颗粒间的摩擦力。22、在粉末刚性模压制过程中，通常存在哪两种摩擦力？哪种摩擦力会造成压坯密度分布？而在CIP中的情况又如何？性模压制过程中，通常存在外摩擦力和内摩擦力，其中外摩擦力会造成压坯密度分布不均匀，CIP中不存在外摩擦力。23、为什么作用在烧结颈表面的拉应力随着烧结过程的进行而降低？σ=-γ/ρ作用在颈部的张应力指

3、向颈外，导致烧结颈长大，孔隙体积收缩。与此同时，随着烧结过程的进行，烧结颈扩大，∣ρ∣的数值增大，烧结驱动力逐步减小。25、在制备超细晶粒YG硬质合金中，为什么通过添加铬和钒的碳化物能够控制合金中硬质相晶粒的长大？铬和钒的碳化物在液态钴相中溶解度大，能降低体系的共晶温度，并且抑制剂组元偏聚WC/Co界面，抑制WC晶粒的溶解和干扰液态钴相中的W,C原子在WC晶粒上的析出，从而阻止WC晶粒在烧结过程中的粗化。26、简述温压技术能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度的机理？1）温压过程中，加工硬化的速度与程度降低，塑性变形充分进行，为颗粒重排提高协调性变形；2）采用新型润滑剂，降低粉

4、末与模壁间、粉末颗粒间的摩擦，提高有效压制力，便于颗粒相互填充，有利于颗粒重排；总之，温压技术能改善主导致密化机理的塑性变形和颗粒重排，故而能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度。27、一个具有下图中的形状的粉末坯体，若采用整体下模冲结构会带来什么后果？为什么？如何改正模冲结构的设计？备注：两台阶均为圆柱形。答：采用整体下模冲结构导致两台阶圆柱压坯的密度分布不均匀。密度不同的连接处就会由于应力的重新分布而产生断裂或分层。压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭。故为了使具有复杂形状的横截面不同的压坯密度均匀，必须设计出不同动作的组合模冲，并且应使它们

5、的压缩比相等。29、（粉末烧结钢的晶粒为什么比普通钢细小？）有一汽车制造商的质检部配合开发部拟用铁基粉末冶金零件取代原机加工45#钢件，对粉末冶金零件供应商按同材质提供的样件进行金相检验。质检人员发现粉末冶金件中的铁晶粒与原45#钢机加工件之间有无差异？为什么？粉末冶金件中的铁晶粒比原45#钢机加工件的晶粒细小。原因：1）粉末冶金件在烧结过程中，孔隙、夹杂物对晶界迁移的阻碍；a、孔隙的存在阻止晶界的迁移。粉末颗粒的原始边界随着烧结过程的进行一般发展成晶界。而烧结坯中的大量孔隙大都与晶界相连接，会对晶界迁移施加了阻碍作用b、粉末中的夹杂物也对晶粒长大施加一定的阻碍作用。这些夹

6、杂物包括硅酸盐和金属的氧化物。其对晶界迁移的阻碍作用大于孔隙。因为孔隙随着烧结过程的进行可减弱或消失。而夹杂物一般难以消除（若夹杂物在烧结过程中稳定时）2）烧结温度低于铸造温度；因而，粉末烧结材料的晶粒一般较普通钢细小。31、某公司采用还原铁粉作主要原料制造材质为Fe-2Cu-1C的一零件，粉末中添加了0.7%的硬脂酸锌做润滑剂，在吨位为100吨的压机上成形，在压制后发现零件的压坯密度偏低。在不改变装备的情况下，该公司的技术人员最终解决了压坯密度偏低的问题。请问其可能采取了什么技术措施？为什么？1）压制前，将还原铁粉进行还原退火处理。刚生产的还原铁粉有加工硬化，且氧碳含量相

7、对较高，影响粉末压缩性。故进行还原退火，消除粉末加工硬化，减少杂质含量，降低氧碳含量，提高粉末总铁量，有利于提高粉末压缩性，进而提高压坯密度。2）改善粉末流动性，提高模具的光洁度和硬度。34、液相烧结的三个基本条件是什么？它们对液相烧结致密化的贡献是如何体现的？三个基本条件：液相必须润湿固相颗粒、固相在液相中具有有限的溶解度、液相数量1）液相必须润湿固相颗粒，这是液相烧结得以进行的前提。液相只有具备完全或部分润湿的条件，才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界，促进致密化2）有限的溶解可改善润湿性，增加了固相物质迁移通