中南大学00-10粉原考研真题

名词解释（2000年）1、氢损值用氢还原，计算粉末还原前后的重量变化。2、还原终点浮斯体还原成海绵铁和海绵铁开始渗碳过程之间的转折点。3、活化烧结系指能降低烧结活化能，使体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行、烧结体性能得以提高的烧结方法。4、拱桥效应（搭桥）颗粒间由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱桥孔洞的现象5机械合金化用高能研磨机或球磨机实现固态合金化的过程。机械合金化是一个通过高能球磨使粉末经受反复的变形、冷焊、破碎，从而达到元素间原子水平合金化的复杂物理化学过程。一种高能球磨法，可制造具有可控细显微组织的复合金属粉末，它是在高速搅拌球磨的条件下，利用金属粉末混合物的重复冷焊和断裂进行的机械和进化。20011、压缩性表示粉末在指定的压制条件下，粉末被压紧的能力。2、还原终点（2）3、露点在标准大气压下，气氛中水蒸汽开始凝结的温度，气氛中含水量愈多，露点愈高。4、瞬时液相烧结在烧结中、初期存在液相，后期液相消失的烧结过程（2002）1、露点（2）2、瞬时液相烧结（2）3、挥发沉积氢中水分子与钨氧化物反应生成挥发性的水合物，WOXH2OWOXNH2OG，气相中的钨氧化物被氢还原沉积在钨颗粒上，导致W颗粒长大。4、松装密度粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度5、粉末克比表面1克质量的粉末所具有的总表面积，M2/G。6、显微硬度不同方法生产同一种金属的粉末，显微硬度是不同。一般来讲，指的是采用普遍的显微硬度计测量金刚石角锥压头的压痕对角线长，经计算得到的。颗粒的显微硬度值，在很大程度上取决于粉末中各种杂质与合金组元的含量以及晶格缺陷的多少，因此代表了粉末的塑性。（2003）1、松装密度（2）2、压缩性（2）3、体积比表面单位体积粉末所具有的总表面积4、弹性后效粉末经模压推出模腔后，由于压坯内应力驰豫，压坯尺寸增大的现象称作弹性后效。5、液相烧结烧结温度低于主要组分的熔点但高于次要组分的熔点的烧结方式。6碳势某一含碳量的材料在某种气氛中烧结时既不渗碳也不脱碳，以材料中的碳含量表示气氛的碳势（2004）1、松装密度（3）2、压缩性（3）3、OSTWALD熟化固溶体中多相结构随着时间的变化而变化的一种现象。当一相从固体中析出的时候，一些具有高能的因素会导致大的析出物长大，而小的析出物萎缩4、烧结烧结是指粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下借助于原子迁移实现颗粒间联结的过程。5、浮动模压制浮动阴模中的粉末在一个运动模冲和一个固定模冲之间进行的压制。（2005）1、松装密度（3）2、瞬时液相烧结（2）3、压缩性（4）4、露点（3）5、弹性后效（2）（2006）1、团粒由单颗粒或二次颗粒依靠范德华力粘结而成的聚集颗粒。2、弹性后效（3）3、露点（4）4、克比表面（2）5、活化烧结系指能降低烧结活化能，使体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行、烧结体性能得以提高的烧结方法。（2007）1、松装密度（4）2、弹性后效（4）3、露点（5）4、烧结（2）（2008）1、弹性后效（5）2、比表面积单位质量或单位体积粉末具有的表面积3、相对密度松装密度或振实密度与理论密度的比值4、烧结驱动力烧结系统自由能的降低，是烧结过程的驱动力。5、电化当量这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出6、气相迁移细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程7、热等静压HIPHOTISOSTAICPRESSING全致密、高性能、难烧结粉末冶金制品；8、比形状因子将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子9、密度等高线粉末压坯中具有相同密度的空间连线称为等高线，等高线将压坯分成具有不同密度的区域。10、溶解析出阳极铜失去电子成为铜离子进入溶液；阴极溶液中铜离子在阴极得到电子而在阴极上析出。（2009）（无）（2010）1、粉末体是由尺寸小于1MM的颗粒及颗粒间孔隙所组成的集合体。2、弹性后效（6）3、松装密度（5）4、体比表面（2）5、露点（6）6、目数指筛网上一英寸长度内的网孔数。练习题1、CIPCIPCOLDISOSTATICPRESSING冷等静压技术高均匀性大型粉末冶金制品；2、临界转速机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时，筒体的转动速度。3、比表面积单位质量或单位体积粉末具有的表面积（真题）4、二次颗粒由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒；5、离解压每种金属氧化物都有离解的趋势，而且随温度提高，氧离解的趋势越大，离解后的氧形成氧分压越大，离解压即是此氧分压。6、电化当量这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系，表达为每96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出（真题）7、气相迁移细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压，在高温经挥发进入气相，被还原后沉降在大颗粒上，导致颗粒长大的过程（真题）8、颗粒密度真密度、似密度、相对密度9、比形状因子将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子（真题）10、压坯密度压坯质量与压坯体积的比值11、粒度分布将粉末样品分成若干粒径，并以这些粒径的粉末质量（颗粒数量、粉末体积）占粉末样品总质量（总颗粒数量、总粉末体积）的百分数对粒径作图，即为粒度分布。12、粉末加工硬化金属粉末在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加，导致粉末硬度增加，变形困难的现象称为加工硬化；13、二流雾化由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化；14、假合金不是根据相图规律构成的合金体系，假合金实际是混合物；15、保护气氛为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系因入还原性气体或真空条件称为保护气氛；16、松装密度粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度（真题）17、成形性粉末在经模压之后保持形状的能力18、粉末粒度一定质量（一定体积）或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度19、粉末比表面积一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积（真题）20、粉末流动性50克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。21、孔隙度粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比；22、标准筛用筛分析法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数（根号2）金属网筛23、弹性后效粉末经模压推出模腔后，由于压坯内应力驰豫，压坯尺寸增大的现象称作弹性后效（真题）24、单轴压制在模压时，包括单向压制和双向压制，压力存在压制各向异性25、密度等高线粉末压坯中具有相同密度的空间连线称为等高线，等高线将压坯分成具有不同密度的区域（真题）26、压缩性粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性（真题）27、合批具有相同化学成分，不同批次生产过程得到的粉末的混合工序称为合批28、雾化介质雾化制粉时，用来冲击破碎金属流柱的高压液体或高压气体称为雾化介质；29、活化能发生物理或化学反应时，形成中间络合物所需要的能量称为活化能30、平衡常数在某一温度，某一压力下，反应达到平衡时，生成物气体分压与反应物气体分压之比称为平衡常数；31、成形性粉末经压制后，压坯保持既定形状的能力。判断题20021、形状和粒度相同的雾化铜粉和雾化青铜粉，其压缩性相同（X）2、粉末的流动性和压缩性主要由而二次颗粒的大小所决定（Y）3、电解法制取铜粉，由于FE3/FE20771V,CU2/CU0337V，故电解质溶液中的FE3会在阴极还原为FE。（X）4、压制形状复杂的粉末机械零件应选择松装密度高、流动性好的粉末为原料。（Y）5、刚性模压制时，脱模压力总是等于膜壁摩擦力。（X）6、弥散强化材料主要是利用基体的强度，而纤维强化材料则是利用纤维的强度。（Y）7、压坯弹性后效的大小主要是与粉末的硬度和压制压力的大小有关。（Y）8、由于粉末体的晶格畸变能比总比表面能高一个数量级，所以在烧结过程中，晶格畸变能的减小是构成粉末烧结的自由能降低即烧结驱动力的主要部分。（X）9、干袋压制是膜袋不与压力介质（油）接触的一种冷等静压制方式。X20071、在烧结后期，晶界扩散有利于孔隙球化，而表面扩散有利于孔隙消除。（X）2、晶内孔隙可通过境界扩散消除。（Y）3、铁基粉末在压制前一般应添加成型剂。（Y）4、液相烧结是一种特殊形式的活化烧结。（Y）5、固相烧结时孔隙始终与晶界连接。（X）6、对于固相能溶解在液相中的的烧结体系，化学位高的部位是细颗粒表面和尖角处。（Y）7、YG10粉末可采用粉末热挤压来成形。（X）8、金属粉末颗粒间的烧结颈长大时颈部的过剩空位向颗粒内扩散的结果（Y）9、橡胶和塑料壳作为HIP的膜套材料。（X）10、对于以玻璃做热等静压膜套材料，可采用先升温后加压HIP工艺。（Y）11、在刚性模压制技术中，粉末压坯受到的外摩擦力仅与其间的摩擦系数有关。（X）12、W70CU可采用液相烧结技术来制造。（X）13、超固相液相烧结的烧结致密化机理与传统的稳定液相烧结完全相同。（X）14、在其它工艺参数相同的条件下，提高铜离子浓度易获得细粉末。（Y）15、同一金属粉末颗粒的体积相同，由形状复杂的颗粒构成的粉末的压制性能劣化。（X）16、采用雾化法可制造纳米粉末。（X）17、MNO2可被金属粉还原。（Y）18、还原铁粉颗粒是多孔结构的，而雾化铁粉颗粒为致密结构。（Y）19、电解铁粉为树枝状。（Y）20、一般情况下，提高粉末的松装密度可改善粉末的流动性。（Y）20101、采用气雾化与液体雾化制造同种金属粉末时，气雾化粉末颗粒的球形度较高。Y2、还原铁粉适合制造形状复杂、密度较低的粉末冶金零件。Y3、可采用机械破碎法制造铜及其合金粉末。X4、电解法制造的金属粉末颗粒形状通常是等轴状的。X5、材质相同的金属粉末，松装密度高的粉末其流动性通常较好。Y6、添加了成形剂的WC10CO硬质合金粉末可在600MPA下压制成型。Y7、粒度、颗粒形状和颗粒表面粗糙度对粉末压制性能的影响规律是有利于提高粉末压缩性的因素，一般都会造成粉末成形性能降低。Y8、羰基粉末颗粒形状一般是球形。Y9、利用钨氧化物制取钨粉时，一般而言，露点低的氢气易得到细粒度钨粉，而露点高的氢气则得到的钨粉粒度较粗。Y10、雾化铁粉颗粒的有效密度大于还原铁粉。Y11、作用在烧结颈部表面的拉应力随着烧结过程的进行而降低Y12、金属粉末经球磨后压制性能提高。Y13、分布在晶界上的孔隙在烧结过程中较易消除。Y14、可采用氮气做雾化介质制造金属钛粉。X15、粉末压坯强度与坯体中的残留应力大小有关。Y填空题20011、对于一金属氧化物，选择X作还原剂。还原剂X必须符合下述的两个基本要求，即GMEOGXO；或ZXOGXO；或ZXOGXO；或ZXOGXO；或ZXOGXO；或ZXOGXO；或ZXOAB，虽然在AA或BB之间可以烧结，但在AB之间却不能。在满足上式的前提下，如果AB|AB|，在两组元的颗粒间形成烧结颈的同时，它们可互相靠拢至某一临界值在满足上式的前提下，如果AB|AB|，在两组元的颗粒间形成烧结颈的同时，它们可互相靠拢至某一临界值；如果AB90O，固相颗粒将液相推出烧结体，发生反烧结现象。当090，烧结开始时液相即使生成，液会很快跑出烧结体外，称为渗出。这样，烧结合金中的低熔组分将大部分损失掉，使烧结致密化过程不能顺利完成。液相只有具备完全或部分润湿的条件，才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界。（2）固相在液相中具有有限的溶解度有限的溶解可改善润湿性；增加液相的数量即体积分数，促进致密化；马栾哥尼效应（溶质浓度的变化导致液体表面张力的不同，产生液相流动）有利于液相迁移；增加了固相物质迁移通道，加速烧结；颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解，通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出，改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力。但较高的溶解度导致烧结体的变形和为晶粒异常长大提供条件，这是不希望的。（3）液相数量在一般情况下，液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒，为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。同时，也可减小固相颗粒间的接触机会。但过大的液相数量造成烧结体的形状保持性下降。6、为什么弥散强化铜材料具有高的红硬性7、在热等静压技术中，选用包套材料应注意哪些技术问题可塑性和强度1不破裂和隔绝高压气体渗入2良好的可加工性和可焊接性3不与粉末发生反应和造成污染4HIP后易被除去5成本低68、在金属粉末注射成形过程中，为什么必须采用细粉末做原料通常采用哪两种基本的脱脂方法细粉末提高粉末烧结驱动力和脱脂后坯体的强度，便于混练和注射，制造形状复杂、薄壁、小尺寸件；通常采用的脱脂方法溶剂脱脂、热脱脂。9、对于一多台阶的粉末冶金零件，设计压膜时应注意哪些问题必须保证整个压坯内的密度相同，否则在脱模过程中，密度不同的连接处就会由于应力的重新分布而产生断裂或分层。压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭。为了让横截面不同的压坯密度均匀，必须设计出不同动作的多模冲压膜，并且应使他们的压缩比相等，而且易脱模。五、分析题1、为什么说稳压技术是传统模压技术的发展与延伸温压技术是粉末与模具被加热到较低温度（一般为150）下的刚模压制方法。除粉末与模具需加热以外，与常规模压几乎相同，但它摆脱一些传统模压技术的弱点，加热后粉末塑性变性得以充分进行，加工硬化速度和程度降低，有效地减小粉末与膜壁间的摩擦和降低粉末颗粒间的内摩擦，便于颗粒间的相互填充，能压制高性能，高强度、高精度的压坯。并且温压与粉末热压完全不同，温压的加热温度远低于热压（高于主要组分的再结晶温度），而且被压制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光洁。是传统模压技术的发展与延伸。2、分析FE12CU，YG10，WCUNI合金中固相颗粒保持特定形状的原因。（但学长）上述所得的三种粉末冶金合金，由液相烧结而成，FE12CU，YG10，WCUNI中低熔点金属或合金（CU、CO、CUN）对更高熔点金属的润湿性好（润湿角趋于00），液相在更高熔点金属不溶解；而相反的，高熔点金属能够在低熔点金属溶解或部分溶解，液相始终存在，而当液相完全润湿固相情况下，晶粒不会长大，而只有当润湿不良的情况下，靠颗粒彼此接触，聚合长大。故上述三种粉末冶金合金中的固相颗粒保持特定形状。（但学长有解）3、分析模压时产生压坯密度分布不均匀的原因刚模压制时，由于摩擦力的作用，在压坯高度方向存在压力降低。因此造成压坯的各处密度不均匀。2002三、简答题（但学长有解）1、从烧结驱动力的角度说明纳米粉末具有高烧结活性的原因。（1）烧结热力学具有巨大的表面能，为烧结过程提供很高的烧结驱动力，使烧结过程加快（2）烧结动力学由烧结动力学方程X/AMFTT/AMN纳米粉末颗粒的A值很小达到相同的X/A值所需时间很短，烧结温度降低。纳米粉末烧结活性很高2、选择具体的成形技术应考虑哪些主要技术经济问题（与2001年第4题类似）几何尺寸、形状复杂程度性能要求（材质体系）力学、物理性能及几何精度制造成本（结合批量、效率）最低3、影响粉末流动性的因素有哪些如果一种粉末的流动性较差，对粉末冶金零部件的后续加工带来什么危害影响因素颗粒间的摩擦形状复杂，表面粗糙，流动性差理论密度增加，比重大，流动性增加粒度组成，细粉增加，流动性下降流动性差的粉末，填充性能不好，自动成形不好，影响压件密度的均匀性。4、简述RZ工艺（制雾化铁粉的工艺）设计依据。（与2001年第二题相同）工艺设计思路解决纯铁高熔点所带来的工艺困难工业纯铁的熔点在1500以上，熔炼温度达116501700，采用低硅高碳（3236）合金，使熔体温度保持在13001350。而过高的碳则会导致铁液的表面张力增加，难以得到细粉。高碳铁水可减轻空气与铁反应形成铁氧化物所造成铁水粘度增加的趋势；同时，碳与氧2在后续高温还原时具有脱氧作用，为焖火处理创造条件。成形性能的改善3A利用雾化过程中铁中的碳与氧的反应使颗粒表面形成凹凸而粗粗糙化FECLO2FELCO2CO2微气泡在逸至铁液滴表面时造成表面凹凸。B破碎时颗粒表面形成凹凸；C高温还原时使颗粒间产生轻度烧结，即细小颗粒粘结在大颗粒上。三都有利于降低雾化铁粉的松比，改善粉末的成形性能。5、根据钨粉粒度长大机理，如何从工艺设计上获得细颗粒钨粉（同2000年第5题）（2）原料A粒度当采用WO3时，其粒度与还原钨粉粒度间的依赖性不太明显，而主要取决于WO2的粒度。目前，采用蓝钨（蓝色氧化钨）作原料。该原料具有粒度细、表面活性大，W粉一次颗粒细和便于粒度控制的特点。B杂质元素影响透气性或生成难还原化合物。K、NA等促使钨粉颗粒粗化；CA、MG、SI等元素无明显影响少量MO、P等杂质元素可阻碍W粉颗粒长大（2）还原方式二阶段还原（3）氢气降低氢的露点，流量不宜过高，顺流通氢。（4）还原工艺条件还原温度T降低T，高的温度会提高钨氧化物的水合物在气相中的浓度，颗粒粗化；推舟速度V降低V，推舟速度打导致氧气增加，高氧指数的氧化物具有更大的挥发性，提高浓度，颗粒粗化；料层厚度T降低T，料层厚度过高不利于氢向底层物料的扩散，钨氧化物的含氧量高，颗粒粗化。（5）添加剂少量的添加剂如CR、V、TA、NB等的盐可抑制钨粉颗粒的粗化。6、粉末压坯强度的影响因素有哪些分别以硬质合金和铁基粉末冶金零件为例，可采用哪些技术措施如何提高坯件的强度压坯强度的影响因素本征因素颗粒间的结合强度（机械啮合）和接触面积颗粒间的结合强度A颗粒表面的粗糙度B颗粒形状粉末颗粒形状越复杂，表面越粗糙，则粉末颗粒之间彼此啮合的越紧密，压坯强度越高。C颗粒表面洁净程度D压制压力压力提高，结合强度提高（与变形度有关）E颗粒的塑性（与结合面积有关）F硬脂酸锌及成形剂添加与否G高模量组份的含量含量高，结合强度大颗粒间接触面积即颗粒间的邻接度颗粒的显微硬度粒度组成压制时颗粒间的相互填充程度，进而提高接触面积压制压力压力大，塑性变形大，压坯强度提高颗粒形状复杂，结合强度提高，但压坯强度降低外在因素残留应力大小压坯密度分布的均匀性（粉末的填充性）粉末压坯的弹性后效模具设计的合理性硬质合金由于难以通过压制所产生的变形而赋予粉末坯件足够的强度，故可添加成形剂以提高生坯强度铁基粉末冶金零件可采用雾化法制取铁基粉末，颗粒形状不规则，颗粒间机械啮合，压坯强度增大。7、简述在MIM技术中采用细微粉末作原料的原因。（同2001年第8题）细粉末提高粉末烧结驱动力和脱脂后坯体的强度，便于混练和注射，制造形状复杂、薄壁、小尺寸件。8、为什么说温压技术是传统模压技术的发展与延伸（同2001年分析题第1题）温压技术是粉末与模具被加热到较低温度（一般为150）下的刚模压制方法。除粉末与模具需加热以外，与常规模压几乎相同，但它摆脱一些传统模压技术的弱点，加热后粉末塑性变性得以充分进行，加工硬化速度和程度降低，有效地减小粉末与膜壁间的摩擦和降低粉末颗粒间的内摩擦，便于颗粒间的相互填充，能压制高性能，高强度、高精度的压坯。并且温压与粉末热压完全不同，温压的加热温度远低于热压（高于主要组分的再结晶温度），而且被压制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光洁。是传统模压技术的发展与延伸。四、分析题1、说明烧结钢的晶粒较普通钢材细小的原因。粉末烧结初、中期，晶粒长大的趋势较小，在烧结后期才会发生可观察到的晶粒长大现象，但与普通材料相比较，烧结材料的这种长大现象几乎可以忽略，原因有二1、孔隙、夹杂物对晶界迁移的阻碍；2、烧结温度低于铸造温度。2、分析稳定液相烧结的三个条件的必要性。（同2001年第5题）液相烧结的三个基本条件润湿性、溶解度和液相数量（1）液相必须润湿固相颗粒这是液相烧结得以进行的前提（否则产生反烧结现象）。即烧结体系需满足方程SSLLCOS为润湿角液相烧结需满足的润湿条件是90O，固相颗粒将液相推出烧结体，发生反烧结现象。当090，烧结开始时液相即使生成，液会很快跑出烧结体外，称为渗出。这样，烧结合金中的低熔组分将大部分损失掉，使烧结致密化过程不能顺利完成。液相只有具备完全或部分润湿的条件，才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界。（2）固相在液相中具有有限的溶解度有限的溶解可改善润湿性；增加液相的数量即体积分数，促进致密化；马栾哥尼效应（溶质浓度的变化导致液体表面张力的不同，产生液相流动）有利于液相迁移；增加了固相物质迁移通道，加速烧结；颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解，通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出，改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力。但较高的溶解度导致烧结体的变形和为晶粒异常长大提供条件，这是不希望的。（3）液相数量在一般情况下，液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒，为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。同时，也可减小固相颗粒间的接触机会。但过大的液相数量造成烧结体的形状保持性下降。3、分析在YG硬质合金生产过程中，允许合金中碳含量可在WC的化学计量附近波动的原因。（百度）合金强度主要取决于粘结相的含量及其分布,也就是CO的平均自由程是影响合金强度的最主要因素,WC颗粒间由钴相相互粘结,起到桥梁作用,并且硬质合金主要由钴相吸收应力功,碳含量在一定范围内偏离化学计量,最多只是造轻微的脱碳或者渗碳,这对强度的影响已经远远被钴相含量及分布所弥补,故对合金强度几乎是没有影响的（但学长）在YG合金的生产中，无论合金中碳含量高于WC的化学计量还是低于其化学计量，都会引起合金强度的降低，当合金碳含量低于化学计量，导致相的出现，他不仅化合了一部分CO，并且很脆，从而降低合金强度，但是合金中含有少量的相，并不影响合金整体硬度；游离石墨多时，影响材料致密性，强度也随之降低，但当合金中含少量碳时对合金强度影响很小。一般来说，当合金中碳含量在60562范围内波动时，合金强度变化不大。2003三、简答题1、简述RZ工艺设计的依据。（第三次）工艺设计思路1解决纯铁高熔点所带来的工艺困难工业纯铁的熔点在1500以上，熔炼温度达16501700，采用低硅高碳（3236）合金，使熔体温度保持在13001350。而过高的碳则会导致铁液的表面张力增加，难以得到细粉。2高碳铁水可减轻空气与铁反应形成铁氧化物所造成铁水粘度增加的趋势；同时，碳与氧在后续高温还原时具有脱氧作用，为焖火处理创造条件。3成形性能的改善A利用雾化过程中铁中的碳与氧的反应使颗粒表面形成凹凸而粗粗糙化FECLO2FELCO2CO2微气泡在逸至铁液滴表面时造成表面凹凸。B破碎时颗粒表面形成凹凸；C高温还原时使颗粒间产生轻度烧结，即细小颗粒粘结在大颗粒上。三都有利于降低雾化铁粉的松比，改善粉末的成形性能。2、从粉末压缩性和成形性的影响因素入手，如何获得压缩性和成形性都较好的金属粉末压缩性表示粉末在指定的压制条件下，粉末被压紧的能力。一般用压坯密度（或相对密度表示）表示。主要取决于粉末颗粒的塑性，颗粒的表面粗糙程度和粒度组成。粉末加工硬化，压缩性能差；退火后，塑性改善，显微硬度下降，压缩性提高；当压坯密度较高时，塑性金属粉末内含有合金元素或非金属夹杂时，会降低粉末的压缩性；碳、氧和酸不溶物含量的增加使压缩性变差；粉末颗粒越细，压缩性越差，成形性越好；由于压制性由压坯密度表示,因此凡是影响粉末密度的因素都对压缩性有影响成形性粉末经压制后，压坯保持既定形状的能力。一般用压坯强度表示。即颗粒间的结合强度和有效接触面积大小反映了粉末颗粒的成形性能。成形性受颗粒的形状和结构的影响最为明显。颗粒松软、形状不规则的粉末，压紧后颗粒的联结增强，成形性好。综上所述除了粉末的塑性（颗粒的显微硬度颗粒合金化、氧化与否，粒度组成）以外，其它因素（粉末颗粒形状、颗粒表面状态、粒度）对两者的影响规律恰好相悖。该公司为了制取高压缩性与良好成形性的金属粉末，除设法提高其纯度和适当的粒度组成以外，表面适度粗糙的近球形粉末是一重要技术途径。3、为什么粉末烧结钢的晶粒尺寸比普通钢细小（同2002年分析题第1题）粉末烧结初、中期，晶粒长大的趋势较小，在烧结后期才会发生可观察到的晶粒长大现象，但与普通材料相比较，烧结材料的这种长大现象几乎可以忽略，原因有二1、孔隙、夹杂物对晶界迁移的阻碍；2、烧结温度低于铸造温度。4、简述在目前材料技术中获得纳米晶材料十分困难的原因。其技术困难在于纳米粉体的烧结是为了得到纳米晶全致密的块体材料这一矛盾，即在保持块体材料呈现纳米晶结构，而要能获得全致密化块体材料。但是由于纳米（金属或非氧化物陶瓷）粉末，表面能和活性极高，导致氧的大量吸附，氧含量很高。这些氧对后续加工带来困难；同时由于活性高，烧结驱动力用于致密化和晶粒长大，烧结后产生晶粒粗化，变成非纳米晶结构；试样细寸细小，特别是难以得到出现性能突变的可供测试的样品，无法判断对应晶粒尺寸工程应用也受到制约5、在粉末注射成形时采用微细粉末作原料具有哪些技术上的优越性。（第三次）细粉末提高粉末烧结驱动力和脱脂后坯体的强度，便于混练和注射，制造形状复杂、薄壁、小尺寸件。四、分析题1、从烧结驱动力的角度，分析纳米粉末烧结活性极好的原因。（同2002年第1题）（1）烧结热力学具有巨大的表面能，为烧结过程提供很高的烧结驱动力，使烧结过程加快（2）烧结动力学由烧结动力学方程X/AMFTT/AMN纳米粉末颗粒的A值很小达到相同的X/A值所需时间很短，烧结温度降低。纳米粉末烧结活性很高但学长有解2、分析氧化铝弥散强化复合材料在高温下（如8500C）具有高硬度的原因。强化原理弥散强化的实质是弥散质点阻碍基体中位错运动。强化方式OROWAN强化（位错绕过质点机制）弥散质点导致基体中位错线产生一定程度的弯曲，阻碍位错运动。当位错线通过弥散质点以后，合金发生屈服。强化效果CB/基体的切变模量；弥散质点间距；B伯格斯矢量，反映位错强度。或C（3/4）1/3BFP1/3/RP可见，强化效果与弥散质点的体积分数FP、质点尺寸RP和基体的特性（、B）紧密相关。位错切过机制弥散质点阻碍位错运动，造成滑移面上的位错在弥散质点附近塞积。当塞积应力达到质点的剪切强度时，质点发生破坏，合金屈服。强化效果S056B/C1/2FP1/6RP1/2强化效果与弥散质点的体积分数、粒子尺寸基体和质点的特性有关。高温（05TM）下的强化位错攀移机构自扩散造成位错攀移。高应力蠕变速度D/DT442DV/3KTRPDV自扩散系数；施加应力；T工作温度。低应力蠕变速度D/DT2B3DV/（KTRP2）3、为什么在模压坯件中出现密度分布产生密度分布有什么主要危害（第一问同2001年分析题第3题）刚模压制时，由于摩擦力的作用，在压坯高度方向存在压力降低。因此造成压坯的各处密度不均匀。压坯密度分布不均匀的后果不能正常实现成形，如出现分层，断裂，掉边角等；烧结收缩不均匀，导致变形；限制拱压产品的形状和高度。4、分析液相烧结的三个基本条件在致密化过程中的作用。（第三次）液相烧结的三个基本条件润湿性、溶解度和液相数量（1）液相必须润湿固相颗粒这是液相烧结得以进行的前提（否则产生反烧结现象）。即烧结体系需满足方程SSLLCOS为润湿角液相烧结需满足的润湿条件是90O，固相颗粒将液相推出烧结体，发生反烧结现象。当090，烧结开始时液相即使生成，液会很快跑出烧结体外，称为渗出。这样，烧结合金中的低熔组分将大部分损失掉，使烧结致密化过程不能顺利完成。液相只有具备完全或部分润湿的条件，才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界。（2）固相在液相中具有有限的溶解度有限的溶解可改善润湿性；增加液相的数量即体积分数，促进致密化；马栾哥尼效应（溶质浓度的变化导致液体表面张力的不同，产生液相流动）有利于液相迁移；增加了固相物质迁移通道，加速烧结；颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解，通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出，改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力。但较高的溶解度导致烧结体的变形和为晶粒异常长大提供条件，这是不希望的。（3）液相数量在一般情况下，液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒，为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。同时，也可减小固相颗粒间的接触机会。但过大的液相数量造成烧结体的形状保持性下降。20041、比较经粉末热挤压制造的CU、CU2AL2O3、CU（05AL）2AL2O3（体积）三种棒材在室温、800OC时的硬度和室温导电性能的差异，并简述其原因。（1）在室温下硬度CU（05AL）2AL2O3CU2AL2O3CU因为合金的硬度一般比其组分中任一金属的硬度大,故CU2AL2O3CU，CU（05AL）2AL2O3CU；并且纯度越高，硬度越低，故CU（05AL）2AL2O3CU2AL2O3（2）在800OC下硬度CU（05AL）2AL2O390O，固相颗粒将液相推出烧结体，发生反烧结现象。当090，烧结开始时液相即使生成，液会很快跑出烧结体外，称为渗出。这样，烧结合金中的低熔组分将大部分损失掉，使烧结致密化过程不能顺利完成。液相只有具备完全或部分润湿的条件，才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界。（2）固相在液相中具有有限的溶解度有限的溶解可改善润湿性；增加液相的数量即体积分数，促进致密化；马栾哥尼效应（溶质浓度的变化导致液体表面张力的不同，产生液相流动）有利于液相迁移；增加了固相物质迁移通道，加速烧结；颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解，通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出，改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力。但较高的溶解度导致烧结体的变形和为晶粒异常长大提供条件，这是不希望的。（3）液相数量在一般情况下，液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒，为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。同时，也可减小固相颗粒间的接触机会。但过大的液相数量造成烧结体的形状保持性下降。6、什么是弹性后效其主要影响因素有哪些当压力去除之后和将压坯脱拱之后，由于内应力作用，压坯产生的膨胀称为弹性后效（指压坯脱出模腔后尺寸胀大的现象）。弹性后效的大小取决于残留应力的高低压制压力压制压力高，弹性内应力高粉末颗粒的弹性模量弹性模量越高，弹性后效越大粉末粒度组成越合理，产生的弹性应力越小；粒度小，弹性后效大颗粒形状形状复杂，弹性应力大，弹性后效大颗粒表面氧化膜粉末混合物的成份（如石墨含量）7、比较活化烧结与强化烧结的异同。活化烧结与强化烧结的比较活化烧结系指能降低烧结活化能，使体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行、烧结体性能得以提高的烧结方法。（采用化学或物理的措施，使烧结温度降低、烧结过程加快，或使烧结体的密度和其它性能得到提高的方法称为活化烧结）强化烧结是泛指能够增加烧结速率，或能够强化烧结体性能（合金化或抑制晶粒长大）的所有烧结过程，包括位错激活烧结，高温烧结，活化烧结，液相烧结，自蔓燃反应烧结8、选择具体成形技术时应考虑哪些问题（第3次）几何尺寸、形状复杂程度性能要求（材质体系）力学、物理性能及几何精度制造成本（结合批量、效率）最低9、以下是一粉末的烧结图，请回答1）该体系中存在哪些烧结机理GB境界扩散；SD表面扩散；VD体积扩散；EC蒸发凝聚2）说明A、B、C、D、E点所代表的意义A晶界扩散、体积扩散同时作用B境界扩散、体积扩散、表面扩散同时作用C晶界扩散、表面扩散同时作用D只发生晶界扩散，或主导作用E只发生体积扩散，或主导作用四、分析题1、在YG合金的生产中，合金中的化合碳含量可以在一定范围内偏离WC的化学计量而不致引起合金强度的大幅度降低，试分析其原因。（同2002年分析题第3题）（百度）合金强度主要取决于粘结相的含量及其分布,也就是CO的平均自由程是影响合金强度的最主要因素,WC颗粒间由钴相相互粘结,起到桥梁作用,并且硬质合金主要由钴相吸收应力功,碳含量在一定范围内偏离化学计量,最多只是造轻微的脱碳或者渗碳,这对强度的影响已经远远被钴相含量及分布所弥补,故对合金强度几乎是没有影响的（但学长）在YG合金的生产中，无论合金中碳含量高于WC的化学计量还是低于其化学计量，都会引起合金强度的降低，当合金碳含量低于化学计量，导致相的出现，他不仅化合了一部分CO，并且很脆，从而降低合金强度，但是合金中含有少量的相，并不影响合金整体硬度；游离石墨多时，影响材料致密性，强度也随之降低，但当合金中含少量碳时对合金强度影响很小。一般来说，当合金中碳含量在60562范围内波动时，合金强度变化不大。2、你认为纳米晶材料（块体）的制备过程中目前存在的主要技术障碍有哪些对原材料（纳米粉末）有何要求（第1问同2003年第4题）其技术困难在于纳米粉体的烧结是为了得到纳米晶全致密的块体材料这一矛盾，即在保持块体材料呈现纳米晶结构，而要能获得全致密化块体材料。但是由于纳米（金属或非氧化物陶瓷）粉末，表面能和活性极高，导致氧的大量吸附，氧含量很高。这些氧对后续加工带来困难；同时由于活性高，烧结驱动力用于致密化和晶粒长大，烧结后产生晶粒粗化，变成非纳米晶结构；试样细寸细小，特别是难以得到出现性能突变的可供测试的样品，无法判断对应晶粒尺寸工程应用也受到制约对原材料的要求无团聚的纳米粉体，细小而均匀的孔隙结构，便于消除可能产生的内孔隙。3、有一烧结金属公司需要一种压缩性高且成型性能好的金属粉末，请为粉末制造厂家提出有关技术努力方向。（同2003年第2题）压缩性表示粉末在指定的压制条件下，粉末被压紧的能力。一般用压坯密度（或相对密度表示）表示。主要取决于粉末颗粒的塑性，颗粒的表面粗糙程度和粒度组成。粉末加工硬化，压缩性能差；退火后，塑性改善，显微硬度下降，压缩性提高；当压坯密度较高时，塑性金属粉末内含有合金元素或非金属夹杂时，会降低粉末的压缩性；碳、氧和酸不溶物含量的增加使压缩性变差；粉末颗粒越细，压缩性越差，成形性越好；由于压制性由压坯密度表示,因此凡是影响粉末密度的因素都对压缩性有影响成形性粉末经压制后，压坯保持既定形状的能力。一般用压坯强度表示。即颗粒间的结合强度和有效接触面积大小反映了粉末颗粒的成形性能。成形性受颗粒的形状和结构的影响最为明显。颗粒松软、形状不规则的粉末，压紧后颗粒的联结增强，成形性好。综上所述除了粉末的塑性（颗粒的显微硬度颗粒合金化、氧化与否，粒度组成）以外，其它因素（粉末颗粒形状、颗粒表面状态、粒度）对两者的影响规律恰好相悖。该公司为了制取高压缩性与良好成形性的金属粉末，除设法提高其纯度和适当的粒度组成以外，表面适度粗糙的近球形粉末是一重要技术途径。2005三、简答题1、工业上用于大批量制造铁基粉末冶金零部件的铁粉包括那两类他们在制造零部件时有什么优缺点（同2001年第1题）还原铁粉颗粒形状复杂，粉末成形性能好，便于制造形状复杂或薄壁类零部件；粉末烧结活性好；粉末纯度、压缩性较低。可制造大量价质优价廉的中低密度铁基粉末冶金零部件。雾化铁粉包括水雾化铁粉和气雾化铁粉。气体雾化铁、铜、铝、锡、铅及其合金粉末（如青铜粉末、不锈钢粉末）；水雾化铁、铜及合金钢粉末；水雾化铁粉颗粒表面粗糙，易得氧含量较低、压缩性较好的不规则粉末，RZ法可以直接处理废钢。气雾化铁粉颗粒近球形，粒子尺寸均匀，高输出体积，制造过滤器用的不锈钢球形粉末几乎全是采用雾化法生产。2、表面迁移包括哪两种请利用双球模型图示说明。表面迁移包括表面扩散和蒸发凝聚。表面扩散球表面层原子向颈部扩散。蒸发凝聚表面层原子向空间蒸发，借蒸汽压差通过气相向颈部空间扩散，沉积在颈部。3、粉末压坯强度的影响因素有哪些（同2002年第6题第1问）压坯强度的影响因素本征因素颗粒间的结合强度（机械啮合）和接触面积颗粒间的结合强度A颗粒表面的粗糙度B颗粒形状粉末颗粒形状越复杂，表面越粗糙，则粉末颗粒之间彼此啮合的越紧密，压坯强度越高。C颗粒表面洁净程度D压制压力压力提高，结合强度提高（与变形度有关）E颗粒的塑性（与结合面积有关）F硬脂酸锌及成形剂添加与否G高模量组份的含量含量高，结合强度大颗粒间接触面积即颗粒间的邻接度颗粒的显微硬度粒度组成压制时颗粒间的相互填充程度，进而提高接触面积压制压力压力大，塑性变形大，压坯强度提高颗粒形状复杂，结合强度提高，但压坯强度降低外在因素残留应力大小压坯密度分布的均匀性（粉末的填充性）粉末压坯的弹性后效模具设计的合理性4、粉末冶金用铜粉可采取哪些方法制备比较这些铜粉在性能上的差异5、液相烧结包括哪几种形式（1）瞬时液相烧结在烧结中、初期存在液相，后期液相消失。烧结中初期为液相烧结，后期为固相烧结。（2）稳定液相烧结烧结过程始终存在液相。（3）熔浸多孔骨架的固相烧结和低熔点金属渗入骨架后的液相烧结过程。前期为固相烧结，后期为液相烧结。（4）超固相线液相烧结液相在粉末颗粒内形成,是一种在微区范围内较普通液相烧结更为均匀的烧结过程。高碳铁合金，工具钢，粉末超合金等。6、对于刚性模压制、粉末混合物中通常要添加哪两类辅助物质为什么通常添加成形剂和润滑剂成形剂提高压坯强度或为了防止粉末混合料离析而添加的物质。润滑剂为了降低压形时粉末颗粒与膜壁和模冲间的摩擦、改善压坯的密度分布、减少压膜磨损和有利于脱模。7、以金属氧化物为原料制取金属粉末时，选用还原剂应满足什么要求还原剂X的选择依据AGMEOGXO；或ZXO单密度分布D/DX单D/DX双刚模压制时，由于摩擦力的作用，在压坯高度方向存在压力降低。在双向压制时，与模冲接触的两端密度较高，而中间部分的密度较低，密度分布如图；在单向压制时，压坯各截面平均密度沿高度直线下降；在双向压制时，尽管压坯的中间部分有一密度较低的区域，单密度的分布状况已明显改善。2006三、问答题1、哪些因素影响粉末显微硬度对于还原铁粉如何降低其显微硬度粉末颗粒的显微硬度主要取决于构成固体物质的原子间的结合力、加工硬化程度和纯度，后二者主要受控于粉末制取方法。一般地,粉末强度愈高,硬度愈高,混合粉末的强度比合金粉末的硬度低,合金化可以使得金属强化,硬度随之提高；不同方法生产同一种金属的粉末，显微硬度是不同。粉末纯度越高，则硬度越低，粉末退火降低加工硬化、减少氧、碳等杂质含量后，硬度降低。颗粒的显微硬度值，在很大程度上取决于粉末中各种杂质与合金组元的含量以及晶格缺陷的多少，因此代表了粉末的塑性。还原铁粉颗粒的显微硬度可采用适当的退火工艺来消除加工硬化、降低其中氧、碳含量，达到降低颗粒显微硬度的目的。2、某公司采用还原铁粉作主要原料制造材质为FE2CU1C的零件，粉末中添加了07的硬脂酸锌做润滑剂，在吨位为100吨的压机上成形，在压制后发现零件的压坯密度偏低。在不改变装备的情况下，该公司的技术人员最终解决了压坯密度偏低的问题。请问其可能采取了什么技术措施为什么压坯密度与显微硬度反比，故可采用适当的退火工艺来消除还原铁粉加工硬化、降低其中氧、碳含量，降低颗粒显微硬度，从而增大压坯密度。3、简述钨粉粒度粗化机理A挥发沉积机理氢中水分子与钨氧化物反应生成挥发性的水合物，WOXH2OWOXNH2OG气相中的钨氧化物被氢还原沉积在钨颗粒上，导致W颗粒长大。这是W颗粒长大的最主要的机理。B氧化还原机理当氢中水含量较高时，已还原的细钨颗粒优先被氢中水氧化生成钨氧化物，再按照挥发沉积机理导致W颗粒的长大。4、选择成形方法时需要考虑的基本问题有哪些（第4次）几何尺寸、形状复杂程度性能要求（材质体系）力学、物理性能及几何精度制造成本（结合批量、效率）最低5、液相烧结的三个基本条件是什么它们对液相烧结致密化的贡献是如何体现的（5次）液相烧结的三个基本条件润湿性、溶解度和液相数量（1）液相必须润湿固相颗粒这是液相烧结得以进行的前提（否则产生反烧结现象）。即烧结体系需满足方程SSLLCOS为润湿角液相烧结需满足的润湿条件是90O，固相颗粒将液相推出烧结体，发生反烧结现象。当090，烧结开始时液相即使生成，液会很快跑出烧结体外，称为渗出。这样，烧结合金中的低熔组分将大部分损失掉，使烧结致密化过程不能顺利完成。液相只有具备完全或部分润湿的条件，才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界。（2）固相在液相中具有有限的溶解度有限的溶解可改善润湿性；增加液相的数量即体积分数，促进致密化；马栾哥尼效应（溶质浓度的变化导致液体表面张力的不同，产生液相流动）有利于液相迁移；增加了固相物质迁移通道，加速烧结；颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解，通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出，改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力。但较高的溶解度导致烧结体的变形和为晶粒异常长大提供条件，这是不希望的。（3）液相数量在一般情况下，液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒，为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。同时，也可减小固相颗粒间的接触机会。但过大的液相数量造成烧结体的形状保持性下降。6、什么是松装密度其高低主要取决于哪些因素松装密度是指粉末在规定条件下自然填充容器时，单位体积内粉末质量。取决于粉末的制备方法粉末颗粒的形状（导致机械啮合和产生拱桥效应的机会）、颗粒的密度（自然填充的动力，固体的理论密度和内孔隙存在与否）及表面状态（粗糙程度，决定了颗粒之间的摩擦力）、粉末的粒度及其组成（拱桥效应粉末颗粒间的摩擦力颗粒重力）及粉末的干湿程度（液膜导致颗粒间粘附力）。A、粒度粒度小，流动性差，松装密度小B、颗粒形状形状复杂松装密度小粉末形状影响松装密度，从大到小排列球形粉类球形不规则形树枝形C、表面粗糙，摩擦阻力大，松装密度小D、粒度分布细分比率增加，松装密度减小粗粉中加入适量的细粉，松装密度增大如球形不锈钢粉E、粉末经过适当球磨和氧化之后，松装密度提高F、粉末潮湿，松装密度提高G颗粒密度颗粒密度大，自动填充能力强，松装密度大7、在金属粉末注射成形过程中，为什么必须采用细粉末做原料通常采用哪两种基本的脱脂方法（第5次）细粉末提高粉末烧结驱动力和脱脂后坯体的强度，便于混练和注射，制造形状复杂、薄壁、小尺寸件；注射成形的两种基本脱脂方式溶剂脱脂和热脱脂。8、对于一多台阶的粉末冶金零件，设计压膜时应注意哪些问题（同2001年第9题）必须保证整个压坯内的密度相同，否则在脱模过程中，密度不同的连接处就会由于应力的重新分布而产生断裂或分层。压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭。为了让横截面不同的压坯密度均匀，必须设计出不同动作的多模冲压膜，并且应使他们的压缩比相等，而且易脱模。9、表面迁移包括哪些机构当烧结进行到一定程度，孔隙产生封闭后，它们起何作用表面迁移包括表面扩散和蒸发凝聚。在烧结后期，形成隔离闭孔后，表面扩散、蒸发凝聚只能促进空隙表面光滑，孔隙球化，而对孔隙的小时和烧结体的收缩不产生影响。五、分析题1、某金属粉末公司采用气体雾化法在制造铝粉时发现粉末粒度及其分布符合用户要求，而松装密度偏低。请分析其原因，并提出大致的改正技术思路。因为铝粉的粒度满足要求而粉末的松装密度偏低，则可能是由于颗粒表面粗糙造成，表面粗糙增大颗粒之间的摩擦力，降低粉末的松装密度，可采用适当的球磨和氧化来提高松装密度。2、分析模压时产生压坯密度分布不均匀的原因。（第3次）刚模压制时，由于摩擦力的作用，在压坯高度方向存在压力降低。因此造成压坯的各处密度不均匀。3、根据粉末成形性与压缩性的影响因素，提出获得成型性能优异而压缩性高的金属粉末的技术措施。（第3次）压缩性表示粉末在指定的压制条件下，粉末被压紧的能力。一般用压坯密度（或相对密度表示）表示。主要取决于粉末颗粒的塑性，颗粒的表面粗糙程度和粒度组成。粉末加工硬化，压缩性能差；退火后，