霧化后粉末顆粒的顯微組織演化

1、 霧化后粉末顆粒的顯微組織演化與霧化方式、顆粒成分、尺寸形貌的關(guān)系姓名：李家明學(xué)號(hào)：133311007目錄 1、顯微組織演化與霧化方式的關(guān)系 2、顯微組織演化與顆粒成分的關(guān)系 3、顯微組織演化與尺寸形貌的關(guān)系1、顯微組織演化與霧化方式的關(guān)系 1.1、水霧化法水霧化法，通常得到的粉末為不規(guī)則形狀，同時(shí)隨著霧化壓力的提高，不規(guī)則形狀的顆粒愈多，顆粒的晶粒結(jié)構(gòu)愈細(xì)。用水霧化時(shí)，隨著霧化壓力的增加，粉末氧含量是降低的，因?yàn)樵谕瑯拥臈l件下，水霧化比氣體霧化冷卻得快些。1、顯微組織演化與霧化方式的關(guān)系 1.2、氣霧化法氣體霧化易得到球形粉末。氣體壓力不但直接影響粉末粒度組成，同時(shí)還間接影響粉末的成分。例如

2、，納賽爾用高碳生鐵制霧化鐵粉時(shí)，隨著空氣壓力增加，霧化鐵粉半產(chǎn)品中的氧含量由于氧化而提高，碳含量由于燃燒而下降，但降低不多。斯莫爾用惰性氣體霧化合金時(shí)，隨著氣體壓力的增加，粉末氧含量也是增加的。2、顯微組織的演化與尺寸形貌的關(guān)系以氣霧化Fe1.0C合金粉體組織為例進(jìn)行分析2.1、采用金相顯微鏡及掃描電鏡觀(guān)察的不同粒度粉體的凝固組織，如圖1所示?？梢?jiàn)大部分氣霧化粉體的組織為珠光體層片狀結(jié)構(gòu)，少部分粉體的組織為不規(guī)則狀鐵素體+珠光體結(jié)構(gòu)，極少部分粉體的組織為針狀組織，針狀組織主要出現(xiàn)在較大粒徑粉體中（大于 75m），小粒徑粉體（小于 38m）中未觀(guān)察到。圖1為氣霧化Fe1.0C合金組織2、顯微組織

3、的演化與尺寸形貌的關(guān)系2.2、Fe-1.0C 合金粉體的珠光體片層間距碳素工具鋼的機(jī)械性能與珠光體的片層間距密切相關(guān)。對(duì)金相試樣以及SEM 試樣中的片層狀珠光體的片層間距進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明，隨著粉體粒徑的減小，珠光體的片間距也隨之減小，如圖 2 所示。粒徑為 30m 左右粉體內(nèi)，片間距大約為 300nm；粒徑為 150m 左右的粉體內(nèi)，片間距大約為 1000nm。而且當(dāng)粉體粒徑大于 150m，隨著粉體粒徑的增大，珠光體片間距趨于恒定。3、顯微組織的演化與尺寸形貌的關(guān)系將氣霧化Fe-4.3C 合金粉體組織與氣霧化Fe1.0C合金粉體組織進(jìn)行比較分析3.1、氣霧化制備的 Fe-4.3C合金粉體中沒(méi)

4、有出現(xiàn)鑄態(tài)組織中的片狀石墨，粉體組織如圖 3中所示，粉體的組織形貌主要以片層形式存在。就大粒徑粉體與小粒徑粉體的組織形貌差異而言，主要在于粉體組織片間距和方向性。隨著粉體尺寸的減小，合金粉體的微觀(guān)凝固組織得到了明顯細(xì)化。對(duì)于 180-350m 尺寸范圍的粉體，粉體片層組織出現(xiàn)復(fù)雜的取向性，表明其內(nèi)部形核質(zhì)點(diǎn)很多。 圖3 Fe-4.3C合金粉體組織隨著粉體尺寸的減小，粉體內(nèi)部形核質(zhì)點(diǎn)數(shù)目不斷減少，對(duì)于 75-106m 的粉體，粉體呈現(xiàn)多點(diǎn)形核，其組織呈現(xiàn)局部取向性。而對(duì)于小于 38m 尺寸范圍的粉體來(lái)說(shuō)，形核質(zhì)點(diǎn)進(jìn)一步減少，只在粉體的邊緣看到少量的形核點(diǎn)，然后組織向周?chē)鷶U(kuò)散，表明液滴內(nèi)形核后長(zhǎng)大

5、至液滴大部分區(qū)域，而沒(méi)有發(fā)生更多的形核，粉體片層組織呈現(xiàn)明顯的整體取向性。 3、顯微組織的演化與尺寸形貌的關(guān)系3.2、Fe-4.3C 合金粉體尺寸與片層間距對(duì)試樣中的片層狀鐵素體的片層平均間距進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明，隨著粉體粒徑的增大，鐵素體的平均片間距也隨之增大。當(dāng)粉體粒徑為30m 左右時(shí)，平均片間距約為 0.32m。當(dāng)粉體粒徑增大到 240m 左右時(shí)，平均片間距約為 1.8m。從圖 4中可以看出，當(dāng)粉體的粒徑超過(guò) 106m 時(shí)，粉體片層間距的增加趨勢(shì)變小，粉體片層間距的變化主要由粉體冷卻速率的不同引起的。3、顯微組織的演化與尺寸形貌的關(guān)系通過(guò)對(duì)兩種材質(zhì)的微觀(guān)組織進(jìn)行研究得出以下結(jié)論：（1）氣霧化 Fe-1.0wt.%C 及 Fe-4.3wt.%C 粉體的組織明顯獲得細(xì)化，且片間距隨粉體尺寸的減小而減??；當(dāng)粉體減小到一定尺寸后，片間距減小的趨勢(shì)變大。 （2）氣霧化 Fe-1.0wt.%C 粉體的凝固組織消除了常規(guī)凝固條件下產(chǎn)生的網(wǎng)狀滲碳體，大部分粉體凝固組織主要以片狀珠光體為主，少部分粉體組織為不規(guī)則狀鐵素體+珠光體組織，也有極少部分粉體中出現(xiàn)針狀馬氏體。 （3）氣霧化 Fe-4.3wt.%C 合金粉體中沒(méi)有出現(xiàn)常規(guī)鑄態(tài)下產(chǎn)生的片狀石墨