雾化后粉末颗粒的显微组织演化

1、 雾化后粉末颗粒的显微组织演化与雾化方式、颗粒成分、尺寸形貌的关系姓名：李家明学号：133311007目录 1、显微组织演化与雾化方式的关系 2、显微组织演化与颗粒成分的关系 3、显微组织演化与尺寸形貌的关系1、显微组织演化与雾化方式的关系 1.1、水雾化法水雾化法，通常得到的粉末为不规则形状，同时随着雾化压力的提高，不规则形状的颗粒愈多，颗粒的晶粒结构愈细。用水雾化时，随着雾化压力的增加，粉末氧含量是降低的，因为在同样的条件下，水雾化比气体雾化冷却得快些。1、显微组织演化与雾化方式的关系 1.2、气雾化法气体雾化易得到球形粉末。气体压力不但直接影响粉末粒度组成，同时还间接影响粉末的成分。例如

2、，纳赛尔用高碳生铁制雾化铁粉时，随着空气压力增加，雾化铁粉半产品中的氧含量由于氧化而提高，碳含量由于燃烧而下降，但降低不多。斯莫尔用惰性气体雾化合金时，随着气体压力的增加，粉末氧含量也是增加的。2、显微组织的演化与尺寸形貌的关系以气雾化Fe1.0C合金粉体组织为例进行分析2.1、采用金相显微镜及扫描电镜观察的不同粒度粉体的凝固组织，如图1所示。可见大部分气雾化粉体的组织为珠光体层片状结构，少部分粉体的组织为不规则状铁素体+珠光体结构，极少部分粉体的组织为针状组织，针状组织主要出现在较大粒径粉体中（大于 75m），小粒径粉体（小于 38m）中未观察到。图1为气雾化Fe1.0C合金组织2、显微组织

3、的演化与尺寸形貌的关系2.2、Fe-1.0C 合金粉体的珠光体片层间距碳素工具钢的机械性能与珠光体的片层间距密切相关。对金相试样以及SEM 试样中的片层状珠光体的片层间距进行测量，结果表明，随着粉体粒径的减小，珠光体的片间距也随之减小，如图 2 所示。粒径为 30m 左右粉体内，片间距大约为 300nm；粒径为 150m 左右的粉体内，片间距大约为 1000nm。而且当粉体粒径大于 150m，随着粉体粒径的增大，珠光体片间距趋于恒定。3、显微组织的演化与尺寸形貌的关系将气雾化Fe-4.3C 合金粉体组织与气雾化Fe1.0C合金粉体组织进行比较分析3.1、气雾化制备的 Fe-4.3C合金粉体中没

4、有出现铸态组织中的片状石墨，粉体组织如图 3中所示，粉体的组织形貌主要以片层形式存在。就大粒径粉体与小粒径粉体的组织形貌差异而言，主要在于粉体组织片间距和方向性。随着粉体尺寸的减小，合金粉体的微观凝固组织得到了明显细化。对于 180-350m 尺寸范围的粉体，粉体片层组织出现复杂的取向性，表明其内部形核质点很多。 图3 Fe-4.3C合金粉体组织随着粉体尺寸的减小，粉体内部形核质点数目不断减少，对于 75-106m 的粉体，粉体呈现多点形核，其组织呈现局部取向性。而对于小于 38m 尺寸范围的粉体来说，形核质点进一步减少，只在粉体的边缘看到少量的形核点，然后组织向周围扩散，表明液滴内形核后长大

5、至液滴大部分区域，而没有发生更多的形核，粉体片层组织呈现明显的整体取向性。 3、显微组织的演化与尺寸形貌的关系3.2、Fe-4.3C 合金粉体尺寸与片层间距对试样中的片层状铁素体的片层平均间距进行测量，结果表明，随着粉体粒径的增大，铁素体的平均片间距也随之增大。当粉体粒径为30m 左右时，平均片间距约为 0.32m。当粉体粒径增大到 240m 左右时，平均片间距约为 1.8m。从图 4中可以看出，当粉体的粒径超过 106m 时，粉体片层间距的增加趋势变小，粉体片层间距的变化主要由粉体冷却速率的不同引起的。3、显微组织的演化与尺寸形貌的关系通过对两种材质的微观组织进行研究得出以下结论：（1）气雾化 Fe-1.0wt.%C 及 Fe-4.3wt.%C 粉体的组织明显获得细化，且片间距随粉体尺寸的减小而减小；当粉体减小到一定尺寸后，片间距减小的趋势变大。 （2）气雾化 Fe-1.0wt.%C 粉体的凝固组织消除了常规凝固条件下产生的网状渗碳体，大部分粉体凝固组织主要以片状珠光体为主，少部分粉体组织为不规则状铁素体+珠光体组织，也有极少部分粉体中出现针状马氏体。 （3）气雾化 Fe-4.3wt.%C 合金粉体中没有出现常规铸态下产生的片状石墨