金属学基础

铁碳合金的基本组织

　　①奥氏体：碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但空隙半径比较大，所以能溶较多的碳。碳在r-Fe中的溶解度随温度升高而增加，在727度时为0.77%，在1148度时达到峰值2.11%。技术特点：拉丝处理可使金属表面获得非镜面般金属光泽，同时拉丝处理也可以消除金属表面细微的瑕疵。

　　奥氏体塑性很好，强度和硬度也比铁素体高。

　　②铁素体：碳溶于a-Fe中的间隙式固溶体称为铁素体，常用F表示。因为体心立方晶格的a-Fe总的间隙量虽大，但是间隙半径却很小，所以碳在a-Fe中的溶解度很小，室温下不超过0.005%，随着温度升高，溶解度略有增加，在727度时达到峰值，也仅有0.0218%。但是从行业发展的总体情况来看，我国现阶段的MIM前景喜人，但在某些方面与国外还存在一定差距。

　　铁素体含碳量很低，其性能接近纯铁，是一种塑性、韧性高和强度、硬度低的组织。

　　③珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物叫做珠光体，常用P表示。珠光体的平均含碳量为0.77%。其性能介于铁素体和渗碳体之间。从某种程度上正在以惊人的速度取代CNC精加工等传统成型技术，且该技术在突破核心技术攻坚后，质量稳定，便于大批量生产，客户满意度高，企业回报率高。一般情况下，珠光体中铁素体和渗碳体呈片状交替分布，称为片状珠光体。通过热处理可以使渗碳体呈颗粒状分布在铁素体基体上，叫做球状珠光体或粒状珠光体。

　　④渗碳体：渗碳体是铁与碳的化合物，常用Fe3C表示。渗碳体的含碳量为6.69%，熔点约为1227度，晶体结构复杂，硬度很高，脆性极大，几乎没有塑性。

　　一般来说，在铁碳合金中，渗碳体越多，合金就越硬，越脆。

　　⑤马氏体：钢加热到一定温度（形成奥氏体）后经迅速冷却（淬火），得到的能使钢变硬、增强的一种淬火组织，常用M表示,马氏体是体心正方结构。

　　马氏体转变速度极快，转变时体积产生膨胀，在钢丝内部形成很大的内应力，所以淬火后的钢丝需要及时回火，防止应力开裂。

不锈钢喷砂工艺处理应用及特点

大部分不锈钢MIM零件的处理，都使用了不锈钢喷砂工艺处理。那么什么叫喷砂工艺呢？

       喷砂工艺，采用压缩空气为动力，以形成Zui调整喷射将喷料进行高速喷射到被需要处理工件表面。主要有以下几个功能：

       ①使工件表面的机械性能得到改善，

       ②使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度，

       ③使工件表面的外表面的外表或形状发生变化，由于磨料对工件表面的冲击和切削作用，提升了疲劳抗性，也同时增加了涂层与喷砂间的着力，让涂膜更耐久，表面流平和装饰效果更好。　　　不锈钢喷砂工艺处理与其它清理工艺相比有以下特点：　　　一、喷砂处理是Zui彻底、Zui通用、效率高的清理方法。　　二、喷砂处理可以在不同粗糙度之间任意选择，而其它工艺是没办法实现这一点的。手工打磨可以打出毛面但速度太慢，化学溶剂清理则清理表面对于光滑不利于涂层粘接。　　　不锈钢喷砂工艺主要有以下应用：　　（一）机加工件毛刺清理与表面美化。喷砂能清理工件表面的微小毛刺，并使工件表面更加平整，清除了毛刺的危害，提高了工件的档次。并且喷砂能在工件表面交界处打出很小的圆角，使工件显得更加美观、更加精密。　　（二）改善零件的机械性能。不锈钢喷砂工艺处理，机械零件喷砂后，能在需件表面产生均匀细微的凹凸面（基础图式），使润滑渍得到存储，从而使润滑条件改善，并减少噪声提高机械使用寿命。压机一般都几吨到几百吨压力，直径基本是在110MM以内都可以制作成粉末冶金。　　（三）光饰作用。　　（四）工件涂镀、工件粘接前处理。喷砂能把工件表面的锈皮等一切污物清除，并在工件表面建立起十分重要的基础图式（即通常所谓的毛面），而且可以通过调换不同粒度的磨料，达到不同程度的粗糙度，大提高工作与涂料、镀料的结合力。或使粘接件粘接更牢固，质量更好。　　（五）铸锻件毛面、热处理后工件的清理与抛光。喷砂能清理铸锻件、热处理后工件表面的一切污物（如氧化皮、没污等残留物），并将工件表面抛光提高工件的光洁度，起到美化工件的作用。喷砂清理能使工件露出均匀一致的金属本色，使工件外表更美观，达到美化装饰的作用。

金属粉末充模模拟机理和颗粒模拟的使用

对于多相填充流，人们发现可以因为剪切力作用，或是颗粒间的相互作用而形成些独特的结构。特性使得这一现象尤为突出。这就带来了一些问题，比如：流体是否均匀，流体是否是多相的且每个组分是否都起着独立的作用来影响整个流体的流动性。通过观察流道横截面上的流体可以发现许多有趣的现象。和中显示的是横截面的放大图，显示出了相的分离以及年轮一样的结构。上面图片中的白色条纹是相分离的一种表征，那里是一些粘结剂中的低熔点组分。铁碳合金的基本组织①奥氏体：碳溶于r-Fe中的间隙式固溶体称为奥氏体，常用A表示。在这样的地方很容易产生裂纹。这种结构明显表明流体是多相的，甚至可能是类固体的。所以实际上的MIM喂料熔体是非均质的流体，其运动方式和均质流体存在着差异。

　　在粉末-粘结剂两相体系中，粉末颗粒和粘结剂之间存在着强烈的相互作用，因此颗粒附近粘结剂的运动将受到一定的限制。在这个模型里，将具有不规则形状的粉末简化为规则球形的颗粒，每个颗粒周围包覆着一层粘结剂，这层粘结剂随颗粒一起运动，即将其看成一个复合单元。粘结剂的厚度假定是常数，以此确保系统质量的恒定。如上所述，与球形颗粒粉末相比，不规则形状颗粒压制的压坯具有较高的生坯强度。尽管这些复合单元的周围还有自由粘结剂的存在，且其粘性制约了粉末颗粒的运动，还是可将复合单元看成是不受外围粘结剂介质的影响。

　　修正颗粒模型颗粒模型较为充分地考虑了MIM喂料的独特性，可以描述粉末的运动情况，因此这个模型在简单计算每个粉末颗粒的实际运动情况方面较为精准，但对于实际的三维问题，颗粒模型的微观分析需要大量的单元，且容易造成计算的发散。很难将其应用到诸如粉末等微细粉末的分析。所以必须对已有的颗粒模型进行一定的修正。因为面心立方晶格的r-Fe总的间隙量虽比a-Fe的小，但空隙半径比较大，所以能溶较多的碳。展示了通过这种颗粒模型模拟出来的MIM喂料充模的情况。从中可以较清楚地看出密度分布的不均匀性。

　　结论由于MIM喂料在模腔中的流动可以看成是固-液两相流动，所以采用传统的连续介质模型来进行流动模拟存在较大的偏差。很多研究表明，MIM喂料在充模过程中将发生粉末和粘结剂分离的现象。通过这种方法可以直接考察粉末特性（粒度、粒径分布、密度和形状等）对流动过程的影响。金属喂料的生产是金属注射成形行业不可或缺的组成部分，因为工艺技术要求注射原料必须为一定大小的均匀颗粒，而不能直接使用粉末。从而可以监视流动过程中粉末的运动、聚集以及密度变化分布情况和两相分离等特殊现象。为了简化三维问题中的计算，还在基于修正颗粒流体动力学的基础上对该模型进行了修正。