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、尺寸形貌的關系姓名：李家明學號：133311007目錄 1、顯微組織演化與霧化方式的關系 2、顯微組織演化與顆粒成分的關系 3、顯微組織演化與尺寸形貌的關系1、顯微組織演化與霧化方式的關系 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，顆粒的晶粒結構愈細。用水霧化時，隨著霧化壓力的增加，粉末氧含量是降低的，因為在同樣的條件下，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，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，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系以氣霧化Fe1.0C合金粉體組織為例進行分析2.1、采用金相顯微鏡及掃描電鏡觀察的不同粒度粉體的凝固組織，如圖1所示?？梢姶蟛糠謿忪F化粉體的組織為珠光體層片狀結構，少部分粉體的組織為不規(guī)則狀鐵素體+珠光體結構，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械性能與珠光體的片層間距密切相關。對金相試樣以及SEM 試樣中的片層狀珠光體的片層間距進行測量，結果表明，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合金粉體組織進行比較分析3.1、氣霧化制備的 Fe-4.3C合金粉體中沒

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，合金粉體的微觀凝固組織得到了明顯細化。對于 180-350m 尺寸范圍的粉體，粉體片層組織出現(xiàn)復雜的取向性，表明其內(nèi)部形核質(zhì)點很多。 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)點數(shù)目不斷減少，對于 75-106m 的粉體，粉體呈現(xiàn)多點形核，其組織呈現(xiàn)局部取向性。而對于小于 38m 尺寸范圍的粉體來說，形核質(zhì)點進一步減少，只在粉體的邊緣看到少量的形核點，然后組織向周圍擴散，表明液滴內(nèi)形核后長大

5、至液滴大部分區(qū)域，而沒有發(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系3.2、Fe-4.3C 合金粉體尺寸與片層間距對試樣中的片層狀鐵素體的片層平均間距進行測量，結果表明，隨著粉體粒徑的增大，鐵素體的平均片間距也隨之增大。當粉體粒徑為30m 左右時，平均片間距約為 0.32m。當粉體粒徑增大到 240m 左右時，平均片間距約為 1.8m。從圖 4中可以看出，當粉體的粒徑超過 106m 時，粉體片層間距的增加趨勢變小，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系通過對兩種材質(zhì)的微觀組織進行研究得出以下結論：（1）氣霧化 Fe-1.0wt.%C 及 Fe-4.3wt.%C 粉體的組織明顯獲得細化，且片間距隨粉體尺寸的減小而減??；當粉體減小到一定尺寸后，片間距減小的趨勢變大。 （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 合金粉體中沒有出現(xiàn)常規(guī)鑄態(tài)下產(chǎn)生的片狀石墨