鐵基粉末冶金中鉬的作用

　　鉬也是鐵基粉末冶金結(jié)構(gòu)材料常用的合金元素，其主要作用如下：

　　1.少量鉬(一般小于1.5%)的加入可以顯著提高合金的強(qiáng)度和硬度

　　在《鉬在Fe—Ni—Mo—C低合金燒結(jié)鋼中的作用》一文中曾研究過鉬含量對合金性能的影響。

　　文章指出隨著鉬含量的增加.燒結(jié)態(tài)合金的拉伸強(qiáng)度直線上升。而其沖擊韌性，先隨著鉬含量的增加下降，而后在鉬含量在0.2-1.0%的范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定，此后再呈下降趨勢，這說明在鉬含量低時，燒結(jié)態(tài)合盒中鉬的強(qiáng)化效果是顯著的。但當(dāng)鉬含量在一定范圍內(nèi)時，在強(qiáng)化的同時，增加了脆性。而在熱處理狀態(tài)下，加入少量(如0.2%)的鉬，合金的強(qiáng)度和硬度均顯著增加。當(dāng)鉬含量超過0.5%時，合金的強(qiáng)度和硬度趨于穩(wěn)定。這說明在熱處理狀態(tài)下，微量的鉬對合金的強(qiáng)化效果很突出，同時，還伴隨有明顯的硬化。[1]

　　以上也是為什么通常鐵基粉末冶金的Mo含量一般不超過1.5%的原因之一。

　　2. 在燒結(jié)態(tài)下，鉬的作用主要是增加珠光體含量和細(xì)化珠光體組織

　　2. 在熱處理 (淬火、低溫回火)態(tài)下，鉬的作用主要是形成 Mo2C來強(qiáng)化晶界

　　以GKN-Hoeganaes的低預(yù)合金Ancorsteel30HP及Ancorsteel85HP為例，曾在2006年，PatrickKing和SunilPatel在《LOWER MOLYBDENUM STEELS FOR HIGHPERFORMANCE POWDER METALLURGY APPLICATIONS》一文中，將以下四種不同成分的粉末(表1)在相同條件下壓制，燒結(jié)及熱處理，分別從生坯密度，燒結(jié)態(tài)和熱處理態(tài)等方面做了對比。

　　生坯密度

　　四種混粉生坯密度并沒有大的差異，如圖2，在600MPa 時都能維持在7.0g/cm3 左右，說明Mo預(yù)合金對于壓縮性的影響并不是特別明顯，特別說明的是由于MIX1，MIX2,MIX4中的Ni是以機(jī)械混合形式添加，因此，其8.90g/cm3的密度相對于Fe 7.87g/cm3的密度，甚至?xí)�略微提高壓縮性，這也是為什么MIX2壓縮性比MIX3稍微高的原因。

　　燒結(jié)及熱處理后性能

　　由下圖3至圖5可見，對比MIX1和MIX2發(fā)現(xiàn)，兩者成分僅僅是Mo含量的不同，隨著Mo含量的提高，在燒結(jié)態(tài)時因為Mo會促進(jìn)并細(xì)化珠光體組織，其拉伸強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度及硬度均有所提高。對比MIX2和MIX4發(fā)現(xiàn)，在MIX2中添加了0.3%Mo之后，在燒結(jié)態(tài)(As-Sintered)時由于MIX4中0.8%C的幫助，二者性能沒有明顯的區(qū)別，但在熱處理態(tài)(Q&T)時，MIX2的拉伸和屈服強(qiáng)度較沒有添加Mo元素的MIX4有了明顯的提高，說明Mo在熱處理過程中起到了強(qiáng)化晶界強(qiáng)度，增加淬硬性，從而提高機(jī)械性能的作用。[2]

　　注：因以上數(shù)據(jù)測試的樣品尺寸較小，包括含0.3%Mo的樣品在熱處理時也幾乎是全部淬透的，因此，熱處理后性能看上去差異不是特別明顯，而實際生產(chǎn)中對于尺寸較大的產(chǎn)品，不同的Mo含量對其機(jī)械性能會有顯著差異，建議這類產(chǎn)品在設(shè)計時使用更高M(jìn)o含量的材料。