摘要:锰是重要的工业原料,在粉末冶金材料中有广泛应用。该文概述锰在烧结钢、阻尼合金、铝合金、钛铝合金、钨基重合金、硬质合金等材料中的应用情况。可以预期,在提高粉末冶金材料性能与开发粉末冶金新材料的领域中,锰将具有广阔的应用前景
关键词 :锰粉末冶金应用前景
引言: 元素锰早在1774年就被发现,但是,在钢铁工业中的重要作用直到1856年发明底吹酸性转炉,以及1864年发明平炉炼钢法之后,才为人们所认识。现在,锰作为有效而廉价的合金化元素,已成为钢铁工业中不可缺少的重要原料。约90%锰消耗于钢铁工业,用量仅次于铁,其余10%消耗于有色金属冶金、化工、电子、电池、农业等部门[4,5]。
锰及其化合物是生产粉末冶金材料的常用原料。于1950年便已经被人们认识到锰在粉末冶金材料中的重要性。此后,锰在粉末冶金工业中的应用逐渐扩大。通过开发母合金技术和预合金技术,开发了含锰系列的高强度烧结钢。并且,在其它粉末冶金材料中作为主要组元或添加组元,发挥了重要作用。本文就锰在粉末冶金材料中的应用情况进行综述。
一 錳在高强度烧结钢中的作用
将锰和硅作为合金元素同时添加的低合金烧结钢,表现出良好的强化效果和烧结尺寸稳定性,价格便宜,具有很强的竞争优势[7,8]。据相关报道,1250℃保温60 min烧结的Fe-3.2%Mn-1.4%Si-0.4% C合金,拉伸强度达800~1000 MPa。烧结铁和烧结钢主要用于制造机械零件,在选择合金元素时,必须注意到其对尺寸稳定性的影响。在一般情况下,加入硅会引起压坯在烧结时收缩,而加入锰则会引起压坯膨胀。同时加入锰和硅,能够较好控制烧结体的外观形状和尺寸[9]。在测定的5种成分试样的尺寸变化ΔL/L0中,发现Fe-2.0%Si-2.0%Mn和Fe-2.0%Si-4.0%Mn基本与纯铁相同,尺寸变化为 1.2%~1.4%,而Fe-4.0%Mn较高,约为1.7%,Fe-2.0%Si较低,约为0.7%[10]。其中列举了几种含镍、钼、铜、锰、硅烧结钢的力学性能,如表1。可以看出,同时添加锰和硅合金元素的烧结钢具有很高的性能。
同时,烧结时锰升华并形成蒸气。图1给出了Fe-45%Mn-20%Si合金在600~1200℃条件下的锰蒸气压。在添加的锰足够多的情况下,锰蒸气填充到压坯空隙中有效防止其它元素发生氧化[12,13],并在铁颗粒
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