粉末冶金材料的特性,結構部件機械性能
通常用于結構或工程部件應用的材料可用的機械性能可以總結如下:
黑色粉末冶金材料
通過標準模壓機和燒結工藝路線加工的黑色粉末冶金材料,在燒結條件下可提供高達約900 N/mm2的UTS水平,或在熱處理或燒結硬化后提供高達約1200 N/mm2的UTS水平。
這些壓制和燒結材料還可以在燒結時提供高達約480 N/mm2或熱處理或燒結硬化后約1200 N/mm2的拉伸屈服應力水平。壓屈服應力略高,燒結時高達約510 N/mm2,熱處理時壓屈服應力高達約1250 N/mm2。
然而,這些非常顯著的強度水平伴隨著相當低的拉伸延展性水平(伸長率水平低于2%是相當典型的)。因此,傳統壓機/燒結密度水平(最高可達7.1-7.2 g/cm3)的粉末冶金產品將不會用于可能在使用中具有嚴重可塑性的應用中。
粉末鍛造鋼
粉末鍛造鋼可以提供高強度水平(鍛造UTS高達約950 N / mm2,熱處理為2050 N / mm2;鍛造拉伸屈服應力高達約650 N / mm2,熱處理為1760 N / mm2),具有更高的延展性(5-18%伸長率)。
不銹鋼
300 系列 PM 不銹鋼在壓力機/燒結條件下可提供高達約 480 N/mm2的 UTS 水平、高達約 310 N/mm2的拉伸屈服應力和高達約 320 N/mm2的壓縮屈服強度,但延展性水平遠高于低合金鋼同類產品。(>10%伸長率)。
400 系列 PM 不銹鋼在燒結條件下的性能與 300 系列材料相似。馬氏體牌號的熱處理可以將強度水平提高到約720 N/ mm2UTS和拉伸屈服應力以及640 N / mm2的壓縮屈服應力,但代價是延展性大大降低(<1%伸長率)。
銅合金
壓制和燒結銅合金可以提供相對適度的強度水平(高達約240 N / mm2UTS,140 N / mm2拉伸屈服應力和170 N / mm2壓縮屈服應力),但延展性遠高于其黑色金屬對應物(10-20%伸長率)。
鋁合金
壓制和燒結鋁合金在燒結時可提供高達約200 N/mm2的UTS,或在熱處理后提供高達約320 N/mm2的UTS,燒結后的拉伸屈服應力高達約170 N/mm2,或在熱處理后高達約320 N/mm2,但延展性水平相當低(0.5-2%伸長率)。
疲勞強度
沖壓/燒結粉末冶金鋼和粉末鍛造鋼都能夠提供高水平的疲勞強度:
在燒結條件下,沖壓/燒結永磁鋼在旋轉彎曲載荷模式下的抗疲勞極限高達約320 N/mm2,在軸向載荷模式下可達到約270 N/mm2(R = -1,Kt = 1)。熱處理可以將這些值分別提高到約540 N/mm2和460 N/mm2左右。
粉末鍛造鋼在旋轉彎曲載荷模式下的抗疲勞極限高達約420 N/mm2,在軸向載荷模式下(R = -1,Kt = 1)時高達約360 N/mm2。熱處理可以將這些值分別提高到約635 N/mm2和560 N/mm2左右。
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