粉末冶金美国MPIF标准35(4)

粉末冶金材料牌号

单位

数据都是依据英制单位测定的，按照IEEE/ASTMSI10转换成了SI单位。

技术资料(见35页)

淬透性(见36页)轴向疲劳(见37页)

滚动接触疲劳(RCF)(见38页)切削性(见39页)

热膨胀系数(CTE)(见40页)断裂韧性(见40页)耐蚀性(见41页)

铁基粉末冶金材料的水蒸气处理(见42页)确定粉末冶金零件准则(见44页)

可比较的标准

ASTM与ISO都发布有关粉末冶金结构零件与软磁零件的标准。ASTM的结构零件是根据MPIF~35改编的，而且采用的是MPIF的命名系统。ISO标准则提供了关于各种粉末冶金材料的信息。

ASTMB783铁基粉末冶金结构零件材料标准规范。ASTMB823非铁金属粉末冶金结构零件材料标准规范。ASTMA811用粉末冶金技术制造软磁铁零件材料标准规范。ASTMA839．软磁用粉末冶金铁一磷零件材料标准规范。ASTMA90450Ni一50Fe粉末冶金软磁零件材料标准规范。ISO5755烧结金属材料规范。

IEC4．04_8—9软磁材料标准规范。

更多的粉末冶金材料和性能都在开发中。适当时，数据将在这个标准以后的版本中公布。

粉末冶金材料牌号

这一小节讲的粉末冶金材料都是由除碳外不含其它合金元素的元素铁粉制造的。

材料特性

这些材料都是用压制-烧结，由添加或不添加石墨的铁粉混合粉制造的，添加石墨是为了引入碳。当最终密度为7.0g/cm3或更高时，可采用压制—预烧结—复压—烧结工艺制造。

应用

烧结铁(F-0000)通常用于轻载荷结构零件，也可用于强度不是关键但需要自润滑的结构零件。高密度烧结铁可用于软磁应用。

在需要中等强度和硬度及兼具切削性(钻削、攻丝、车削、铣削等)的地方，主要采用粉末冶金碳钢(F-0005)。

对于中等载荷，可采用含碳量较高的烧结钢(F-0008）。F-0008的切削性比F-0005差。F-0008与F-0005材料都可进行热处理，以提高强度与耐磨性。为了延长贮存时间，封闭孔隙及提高硬度，还可进行水蒸气处理。所有密度等于或低于7.0g/cm3的铁和钢材料，当要求自润滑性能时，都可进行浸油处理。

显微组织

烧结组织的化合碳含量可由金相根据珠光体所占面积百分数来进行估计。100％珠光体约等于0.8％化合碳。碳在铁中溶解迅速，在1038℃保温约5min，通常就看不到未化合的碳了。

烧结铁和烧结碳钢的化学组成(％)

材料牌号F-0000F-0005F-0008

Fe余量余量余量

C0.0~0.30.3~0.60.6~0.9

其它元素：包括为了特殊目的而添加的其它微量元素，总量的最大值为2.0％

粉末冶金材料牌号

2007年版

审定：1994，修正：1997，2000

注：(A)后缀数字代表最小强度值(psi)；烧结态为屈服强度，热处理态为极限抗拉强度；(B)力学性能数据来源于实验室制备的在工业生产条件下烧结的试样；（D)对于热处理的材料，屈服强度与极限抗拉强度大体上相等；（E)热处理(HT)材料的回火温度为177℃。N/D：没有测定。

粉末冶金材料牌号

—铜合金和铜钢

这里所讲的粉末冶金材料都是由添加或不添加石墨粉(碳)的元素铁粉与元素铜粉的混合粉制造的。不管材料是以烧结态还是热处理态使用，每一种组成的比例取决于所要求的强度水平。

材料特性

鉴于烧结时石墨很容易扩散到铁粉颗粒基体中，所以0.8％或更高化合碳含量是可以达到的。添加铜粉是为了提高材料的强度、硬度及耐磨性。用热处理还可以进一步提高材料的耐磨性。当最终密度为7.0g/cm3。或更高时，这些材料可用压制—预烧结—复压—烧结来制造。

应用

粉末冶金铁—铜合金和铜钢材料广泛用于制造中等强度的结构应用。材料的含铜量通常为2％。当需要后续切削加工时，化合碳含量不得高于0.5％。为提高材料的强度与耐磨性，这一类材料还可以进行热处理。当需要耐磨性最高而不适于进行热处理时，推荐采用含铜量较高(5％)的材料。为了在使用者进行自润滑，密度低的零件可进行浸油处理。

显微组织

混合于铁粉中的铜粉于1082℃左右溶化，在铁粉颗粒之间流动并流入小孔隙中，从而有助于钢的烧结。正常烧结的含铜量为2％的合金材料中很少或没有未熔化的铜。铜的百分含量高时，铜将以单独相存在。铜溶于铁中，但不会渗透到铁粉颗粒心部。当铜粉颗粒熔化时，其扩散或迁移后将遗留下相当大的孔隙，这些孔隙将在材料中保留下来，在显微组织中很容易看出来。

铁—铜合金和铜钢的化学组成(％)

材料牌号FC-0200FC-0205FC-0208FC-0505FC-0508FC-0808FC-1000

Fe余量余量余量余量余量余量余量

Cu1.5-3.91.5-3.91.5-3.94.0-6.04.0-6.07.0-9.09.0-11.0

C0.0-0.30.3-0.60.6-0.90.3-0.60.6-0.90.6-0.90.0-0.3

其它元素：包括为了特殊目的而添加的其它微量元素，总量的最大值为2.0％

粉末冶金材料牌号

—铜合金和铜钢粉末冶金材料性能

2007年版

审定：1994修订：1997，2000，2007

注：(A)后缀数字代表最小强度值(psi)；烧结态为屈服强度，热处理态为极限抗拉强度；(B)力学性能数据来源于实验室制备的在工业生产条件下烧结的试样；(D)对于热处理的材料，屈服强度和极限抗拉强度大体上相等；(E)热处理(HT)材料的回火温度为177℃。N/D：没有测定

粉末冶金材料牌号

(碳)的混合粉制造的。镍的添加量一般

为l％~4％。不含碳者称之为铁—镍合金。

使用的每一种元素粉的比例取决于所要求的强度水平和材料是于烧结态还是热处理态使用。适当时，还可混入其他合金元素(如钼)，但必须在所示的其它元素范围之内。

材料特性

在常规工业烧结条件下，和碳不同，镍不可能完全扩散到铁基体中。形成的多相冶金组织含有富镍相，其可以显著改进材料的韧度、拉伸性能及淬透性。当材料的最终密度为7.Og/cm3或更高时，可用压制—预烧结—复压—烧结工艺制造。

应用

通常，粉末冶金镍钢用于需要兼顾硬度、耐磨性及冲击性能并可进行热处理的结构零件。

显徽组织

混合于铁粉与石墨粉混合粉中的细镍粉，在通常烧结时不可能充分扩散。烧结态镍钢的金相组织显示出浅色富镍奥氏体区，针状马氏体或围绕在其边缘的贝氏体。在高于1149℃的高温下烧结时，富镍奥氏体区的体积百分含量将减小。在热处理态，富镍区为浅色，其心部为奥氏体，周围为针状马氏体(在放大1000×下观察)。这种多相组织是正常的。基体是马氏体，细珠光体含量为0％~35％(具体取决于淬火速率)。

铁—镍合金和镍钢的化学组成(％)

材料牌号FN-0200FN-0205FN-0208FN-0405FN-0408

Fe余量余量余量、余量余量

Ni1.0-3.01.0-3.01.0-3.03.0-5.53.0-5.5

Cu0.0-2.50.0-2.50.0-2.50.0-2.00.0-2.0

C0.0-0.30.3-0.60.6-0.90.3-0.60.6-0.9

其它元素：包括为了特殊目的而添加的其它微量元素，总量的最大值为2.0％

粉末冶金材料牌号

—镍合金和镍钢粉末冶金材料性能

2007版注：

审定：1994修订：1997，2000，2007

(A)后缀数字代表最小强度值(psi)；烧结态为屈服强度，热处理态为极限抗拉强度；(B)力学性能数据来源于实验室制备的在工业生产条件下烧结的试样；(D)对于热处理的材料，屈服强度和极限抗拉强度大体上相等；(E)热处理(HT)材料的回火温度为2600C。N／D：没有测定。

粉末冶金材料牌号

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