粉末冶金材料熱處理的影響因素分析

粉末冶金材料在燒結(jié)過程中生成的孔隙是其固有特點，也給熱處理帶來了很大影響，特別是孔隙率的變化與熱處理的關(guān)系，為了改善致密性和晶粒度，加入的合金元素也對熱處理有一定影響：

1.孔隙對熱處理過程的影響

粉末冶金材料在熱處理時，通過快速冷卻抑制奧氏體擴散轉(zhuǎn)變成其他組織，從而獲得馬氏體，而孔隙的存在對材料的散熱性影響較大。通過導(dǎo)熱率公式：

導(dǎo)熱率=金屬理論導(dǎo)熱率×(1-2×孔隙率)/100

可以看出，淬透性隨著孔隙率的增加而下降。另一方面，孔隙還影響材料的密度，對材料熱處理后表面硬度和淬硬深度的效果又因密度影響而有關(guān)聯(lián)，降低了材料表面硬度。而且，因為孔隙的存在，淬火時不能用鹽水作為介質(zhì)，以免因鹽分殘留造成腐蝕，所以，一般熱處理是在真空或氣體介質(zhì)中進行的。

2.孔隙率對熱處理時表面淬硬深度的影響

粉末冶金材料的熱處理效果與材料的密度、滲(淬)透性、導(dǎo)熱性和電阻性有關(guān)，孔隙率是造成這些因素的最大原因，孔隙率超過8%時，氣體就會通過空隙迅速滲透，在進行滲碳硬化時，增加滲碳深度，表面硬化的效果就會降低。而且，如果滲碳氣體滲入速度過快，在淬火中會產(chǎn)生軟點，降低表面硬度，使材料脆變和變形。

3.合金含量和類型對粉末冶金熱處理的影響

合金元素中常見的是銅和鎳，它們的含量與類型都會對熱處理效果產(chǎn)生影響。熱處理硬化深度隨銅含量、碳含量的增加而逐漸增高達到一定含量時又逐漸降低;鎳合金的剛度要大于銅合金，但是鎳含量的不均勻性會導(dǎo)致奧氏體組織不均勻。

4.高溫燒結(jié)的影響

高溫燒結(jié)雖然可以獲得最佳的合金化效果和促進致密化，但是，燒結(jié)溫度的不同，特別是溫度較低時，會導(dǎo)致熱處理的敏感性下降(固溶體中的合金減少)和機械性能下降。因此，采用高溫燒結(jié)，輔助以充分的還原氣氛，可以獲得較好的熱處理效果。

粉末冶金材料的熱處理工藝是一個復(fù)雜的過程，它與孔隙率、合金類型、合金元素含量、燒結(jié)溫度有關(guān)系，同致密材料相比，內(nèi)部的均勻性較差，要想獲得較高的淬透性，要提高完全奧氏體化溫度并延長時間，不均勻奧氏體滲碳可得到不受奧氏體飽和碳濃度限制的高碳濃度。另外，加入合金元素也可提高淬透性。蒸汽處理可顯著提高其防腐性能和表面硬度。