【正文】 粉末中各種雜質(zhì)與合金組元的含量以及晶格缺陷的多少，因此代表了粉末的塑性。？？某公司采用還原鐵粉作主要原料制造材質(zhì)為Fe2Cu1C的零件，%的硬脂酸鋅做潤(rùn)滑劑，在噸位為100噸的壓機(jī)上成形，在壓制后發(fā)現(xiàn)零件的壓坯密度偏低。請(qǐng)問(wèn)其可能采取了什么技術(shù)措施？為什么?壓坯密度與顯微硬度反比，故可采用適當(dāng)?shù)耐嘶鸸に噥?lái)消除還原鐵粉加工硬化、降低其中氧、碳含量，降低顆粒顯微硬度，從而增大壓坯密度。這是W顆粒長(zhǎng)大的最主要的機(jī)理。？？選擇成形方法時(shí)需要考慮的基本問(wèn)題有哪些？（第4次）幾何尺寸、形狀復(fù)雜程度性能要求（材質(zhì)體系）：力學(xué)、物理性能及幾何精度制造成本（結(jié)合批量、效率）：最低液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件是什么？它們對(duì)液相燒結(jié)致密化的貢獻(xiàn)是如何體現(xiàn)的?（5次）液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件：潤(rùn)濕性、溶解度和液相數(shù)量（1）液相必須潤(rùn)濕固相顆粒：這是液相燒結(jié)得以進(jìn)行的前提（否則產(chǎn)生反燒結(jié)現(xiàn)象）。當(dāng)0θ900，這是普通的液相燒結(jié)情況，燒結(jié)效果一般。這樣，燒結(jié)合金中的低熔組分將大部分損失掉，使燒結(jié)致密化過(guò)程不能順利完成。（2）固相在液相中具有有限的溶解度：有限的溶解可改善潤(rùn)濕性；增加液相的數(shù)量即體積分?jǐn)?shù)，促進(jìn)致密化；馬欒哥尼效應(yīng)（溶質(zhì)濃度的變化導(dǎo)致液體表面張力的不同，產(chǎn)生液相流動(dòng)）有利于液相遷移；增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié)；顆粒表面突出部位的化學(xué)位較高產(chǎn)生優(yōu)先溶解，通過(guò)擴(kuò)散和液相流動(dòng)在顆粒凹陷處析出，改善固相晶粒的形貌和減小顆粒重排的阻力。（3）液相數(shù)量：在一般情況下，液相數(shù)量的增加有利于液相均勻地包覆固相顆粒，為顆粒重排列提供足夠的空間和致密化創(chuàng)造條件。但過(guò)大的液相數(shù)量造成燒結(jié)體的形狀保持性下降。取決于粉末的制備方法[粉末顆粒的形狀（導(dǎo)致機(jī)械嚙合和產(chǎn)生拱橋效應(yīng)的機(jī)會(huì)）、顆粒的密度（自然填充的動(dòng)力，固體的理論密度和內(nèi)孔隙存在與否）及表面狀態(tài)（粗糙程度，決定了顆粒之間的摩擦力）、粉末的粒度及其組成（→ 拱橋效應(yīng)←粉末顆粒間的摩擦力+顆粒重力）]及粉末的干濕程度（液膜導(dǎo)致顆粒間粘附力）。 粗粉中加入適量的細(xì)粉，松裝密度增大。對(duì)于一多臺(tái)階的粉末冶金零件，設(shè)計(jì)壓膜時(shí)應(yīng)注意哪些問(wèn)題？（同2001年第9題）必須保證整個(gè)壓坯內(nèi)的密度相同，否則在脫模過(guò)程中，密度不同的連接處就會(huì)由于應(yīng)力的重新分布而產(chǎn)生斷裂或分層。為了讓橫截面不同的壓坯密度均勻，必須設(shè)計(jì)出不同動(dòng)作的多模沖壓膜，并且應(yīng)使他們的壓縮比相等，而且易脫模。在燒結(jié)后期，形成隔離閉孔后，表面擴(kuò)散、蒸發(fā)凝聚只能促進(jìn)空隙表面光滑，孔隙球化，而對(duì)孔隙的小時(shí)和燒結(jié)體的收縮不產(chǎn)生影響。請(qǐng)分析其原因，并提出大致的改正技術(shù)思路。？？分析模壓時(shí)產(chǎn)生壓坯密度分布不均勻的原因。因此造成壓坯的各處密度不均勻。（第3次）壓縮性：表示粉末在指定的壓制條件下，粉末被壓緊的能力。主要取決于粉末顆粒的塑性，顆粒的表面粗糙程度和粒度組成。一般用壓坯強(qiáng)度表示。成形性受顆粒的形狀和結(jié)構(gòu)的影響最為明顯。綜上所述：除了粉末的塑性（顆粒的顯微硬度←顆粒合金化、氧化與否，粒度組成）以外，其它因素（粉末顆粒形狀、顆粒表面狀態(tài)、粒度）對(duì)兩者的影響規(guī)律恰好相悖。 2007四、問(wèn)答題在哪些情況下需向粉末中添加成形劑？為什么？（1）硬質(zhì)粉末，由于粉末變形抗力很高，無(wú)法通過(guò)壓制所產(chǎn)生的變形而賦予粉末坯體足夠的強(qiáng)度，一般采用添加成形劑的方法以改善粉末成形性能，提高生坯強(qiáng)度，便于成形。添加成形劑能適當(dāng)增大粉末粒度，減小顆粒間的摩擦力在粉末剛性模壓制過(guò)程中，通常存在哪兩種摩擦力？那種摩擦力會(huì)造成壓坯密度分布不均勻？而在CIP中的情況又如何?外摩擦力：粉末顆粒與模具（陰模內(nèi)壁、模沖、芯棒）之間的因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)的摩擦。在CIP中，粉末體受到各個(gè)方向上大致相等的壓力作用，消除了粉末與模套之間的外摩擦。巴爾申壓制方程的三個(gè)基本假設(shè)是什么？基本假設(shè)：.將粉末體視為彈性體.不考慮粉末的加工硬化.忽略模壁摩擦為什么作用在燒結(jié)頸表面的拉應(yīng)力隨著燒結(jié)過(guò)程的進(jìn)行而降低？作用在頸部彎曲面上的應(yīng)力σ=γ(1/x1/ρ) ≌γ/ρ （xρ）作用在頸部的張應(yīng)力指向頸外，導(dǎo)致燒結(jié)頸長(zhǎng)大，孔隙體積收縮。？？比較羰基鐵粉、還原鐵粉、水霧化鐵粉與氣霧化鐵粉的顆粒形狀的球形度差異，簡(jiǎn)述其原因。還原鐵粉：多孔海綿狀，還原鐵氧化物中具有氣體的反應(yīng)，氣體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多孔海綿狀。在制備超細(xì)晶粒YG硬質(zhì)合金過(guò)程中，為什么通過(guò)添加鉻與釩的碳化物能夠控制合金中硬質(zhì)相晶粒的長(zhǎng)大？是針對(duì)超細(xì)晶粒YG合金WC晶粒尺寸的控制，阻止WC晶粒在燒結(jié)過(guò)程中的粗化
在溶解再析出中，抑制WC晶粒的溶解和干擾液態(tài)鈷相中的W,C原子在WC晶粒上的析出
VC和Cr3C2作為晶粒長(zhǎng)大復(fù)合抑制劑在液態(tài)鈷相中溶解度大；降低體系的共晶溫度；抑制劑組元偏聚WC/Co界面。加熱后粉末塑性變性得以充分進(jìn)行，加工硬化速度和程度降低，有效地減小粉末與膜壁間的摩擦和降低粉末顆粒間的內(nèi)摩擦，便于顆粒間的相互填充，顆粒重排為主導(dǎo)機(jī)理，顆粒的塑性變形為前者提高協(xié)調(diào)性變形，成為后期的主導(dǎo)致密化機(jī)理。因?yàn)楫?dāng)為整體下模沖，壓制為單向壓制，坯件下部密度很小，而且沒(méi)有脫模機(jī)構(gòu)。如圖所示。1）200目電解銅粉，200目銅粉+5%石墨粉，成形壓力為400MPa；200目電解銅粉的壓坯強(qiáng)度更高，200目銅粉+5%石墨粉表示在200目銅粉中加入5%的石墨做潤(rùn)滑劑，基體金屬粉末和潤(rùn)滑劑的混合料壓坯強(qiáng)度一般比純金屬粉末的壓坯強(qiáng)度低很多。%的石墨潤(rùn)滑劑會(huì)降低壓坯強(qiáng)度。質(zhì)檢人員發(fā)現(xiàn)粉末冶金件中的鐵晶粒與45鋼機(jī)件之間有無(wú)差異？為什么？（第3次）有差異；粉末冶金件中的鐵晶粒比45鋼件更細(xì)小原因：粉末燒結(jié)初、中期，晶粒長(zhǎng)大的趨勢(shì)較小，在燒結(jié)后期才會(huì)發(fā)生可觀察到的晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象，但與普通材料相比較，燒結(jié)材料的這種長(zhǎng)大現(xiàn)象幾乎可以忽略，原因有二：孔隙、夾雜物對(duì)晶界遷移的阻礙；燒結(jié)溫度低于鑄造溫度。（與2006年第6題類(lèi)似）松裝密度取決于粉末的制備方法[粉末顆粒的形狀（導(dǎo)致機(jī)械嚙合和產(chǎn)生拱橋效應(yīng)的機(jī)會(huì)）、顆粒的密度（自然填充的動(dòng)力，固體的理論密度和內(nèi)孔隙存在與否）及表面狀態(tài)（粗糙程度，決定了顆粒之間的摩擦力）、粉末的粒度及其組成（→ 拱橋效應(yīng)←粉末顆粒間的摩擦力+顆粒重力）]及粉末的干濕程度（液膜導(dǎo)致顆粒間粘附力）。 粗粉中加入適量的細(xì)粉，松裝密度增大。書(shū)P268：原子向顆粒結(jié)合面的大量遷移使燒結(jié)頸擴(kuò)大，顆粒間距離縮小，形成連續(xù)的空隙網(wǎng)絡(luò)；當(dāng)燒結(jié)體密度達(dá)到90%以后，多數(shù)孔隙被完全分隔，閉孔隙大為增加。
連通孔隙的不斷消失與隔離閉孔的收縮是貫穿燒結(jié)全過(guò)程中組織變化的特征。分析為什么要采用藍(lán)鎢作為還原制備鎢粉的原料。 四、分析計(jì)算機(jī)械研磨制備鐵粉時(shí)，將初始粒度為200微米的粉末研磨至100微米需要5個(gè)小時(shí)，問(wèn)進(jìn)一步將粉末粒度減少至50微米，需要多少小時(shí)？提示W(wǎng)=g（Dfa Dia），a=2根據(jù)已知條件 W1= g （ Df a Di a ） = （ 10022002 ） , 初始研磨所做的功 W2 =g （ Df a Di a ） = （ 5021002 ），進(jìn)一步研磨所做的功 W1/W2=t1/t2, t2=t1(W2/ W1)= 20 小時(shí) 經(jīng)氫氣還原氧化鎢方法制備還原鎢粉： WO2+2H2=W+2H2O平衡常數(shù)：LgKp=3225/T+，Kp=PH2O/PH2計(jì)算還原溫度分別為700oC、800oC、900oC時(shí)平衡常數(shù)，并說(shuō)明平衡常數(shù)變化趨勢(shì)和溫度對(duì)還原的影響。 溫度升高，平衡常數(shù)增加，說(shuō)明升高溫度，有利于上述反應(yīng)的進(jìn)行。設(shè)一種為直徑100微米實(shí)心顆粒，一種為有內(nèi)徑為60mm的空心顆粒，分別求他們?cè)谒械某两禃r(shí)間。 25Mpa 在壓坯底部壓制壓力 P=210 。與此同時(shí)，∣ρ∣的數(shù)值增大，燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力逐步減小。有效燒結(jié)應(yīng)力Ps為 Ps =Pvγ/ρ.后期：孔隙網(wǎng)絡(luò)坍塌，形成孤立孔隙→封閉的孔隙中的氣氛壓力隨孔隙半徑R收縮而增大。什么是假合金，怎樣才能獲得假合金？?jī)煞N或兩種以上金屬元素因不經(jīng)形成固溶體或化合物構(gòu)成合金體系通稱(chēng)為假合金，是一種混合物； 假合金形成的條件是形成混合物之后兩種物質(zhì)之間的界面能，小于他們單獨(dú)存在時(shí)的表面能之和，即 γ AB γ A+ γ B？？致密材料或高密度低孔隙材料的應(yīng)力集中因子、斷裂強(qiáng)度與裂紋尺寸之間是何種關(guān)系？2009三、分析題？？作圖并推導(dǎo)巴爾申壓制方程。沒(méi)有加工硬化—材料硬度不變
屈服強(qiáng)度為恒定(假設(shè)) L為壓制模數(shù)
假設(shè)條件：無(wú)加工硬化，彈性體，無(wú)摩擦 ??作圖并建立燒結(jié)時(shí)原子體積擴(kuò)散遷移機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程。頸長(zhǎng)大的連續(xù)方程dv/dt=Jv=單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)頸的單位面積空位個(gè)數(shù)，即空位流速率。單向壓制，壓坯1/2處高度壓力和壓坯底部單位壓力的計(jì)算，壓坯高度40mm，直徑40mm，單位壓力2000MPa。有效燒結(jié)應(yīng)力Ps為Ps =Pv2γ/r令Ps=0，即封閉在孔隙中的氣氛壓力與燒結(jié)應(yīng)力達(dá)到平衡，孔隙收縮停止。因此，用微機(jī)采集和分析散射光的強(qiáng)度角度掃描數(shù)據(jù)就可以提供粉末粒度組成的信息。？？討論金屬氧化物還原制備金屬粉末的熱力學(xué)條件因素，并以Fe2OFe3OFeO，F(xiàn)e的還原過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，并作圖。換句話(huà)說(shuō)，在還原溫度下，氧與還原劑X的親和力大于氧與金屬元素的親和力。當(dāng)X=0，則鐵被還原。雖然固體碳也能還原鐵的氧化物，但反應(yīng)界面很小，碳的固相擴(kuò)散速度與碳以CO形式的氣相遷移相比幾乎可以忽略，在整個(gè)還原過(guò)程中處于次要地位。Fe3O4被CO開(kāi)始還原成FeO的溫度為650℃，使FeO還原成金屬Fe的開(kāi)始溫度為685℃。
IF C的氣化反應(yīng)產(chǎn)生CO% 高于Fe2O3存在狀態(tài)所需要的CO％，but，不足于將FeO還原成Fe的氣相中的CO％，因此T1～T2之間，F(xiàn)eO穩(wěn)定存在。
只要還原溫度高于650℃，就有利于還原反應(yīng)正向進(jìn)行，有利于還原過(guò)程。
一定范圍內(nèi)提高還原溫度，盡可能縮短還原時(shí)間、正確判斷還原終點(diǎn)可控制粉末的粒度和純度。？？討論固相燒結(jié)后期，孔隙為什么會(huì)球化，小空隙為什么會(huì)消失？燒結(jié)坯中孔隙對(duì)晶界遷移施加了阻礙作用，即孔隙的存在阻止晶界的遷移。而燒結(jié)坯中的大量孔隙大都與晶界相連接。當(dāng)孔隙度固定時(shí)，孔隙數(shù)量愈大，這種阻礙作用也愈強(qiáng)。對(duì)于相同材質(zhì)的金屬或合金粉末在相同燒結(jié)條件下，粒度粗的粉末易得到較粗大的晶粒。因?yàn)樵诩?xì)粉的情形下，孔隙數(shù)量大，對(duì)晶界的阻礙作用較強(qiáng)。當(dāng)燒結(jié)坯中的孔隙尺寸和總孔隙度下降到一定程度后，孔隙的阻礙作用迅速減弱，導(dǎo)致晶界與孔隙發(fā)生分離現(xiàn)象。2010四、問(wèn)答題根據(jù)還原法制備鎢粉時(shí)的粒度粗化機(jī)理，簡(jiǎn)述獲得細(xì)粒度鎢粉在選擇還原工藝參數(shù)方面的努力。目前，采用藍(lán)鎢（藍(lán)色氧化鎢）作原料。 B 雜質(zhì)元素：影響透氣性或生成難還原化合物。（4）還原工藝條件： .還原溫度T：降低T，高的溫度會(huì)提高鎢氧化物的水合物在氣相中的濃度，顆粒粗化； .推舟速度V：降低V，推舟速度打?qū)е卵鯕庠黾?，高氧指?shù)的氧化物具有更大的揮發(fā)性，提高濃度，顆粒粗化； .料層厚度t：降低t，料層厚度過(guò)高不利于氫向底層物料的擴(kuò)散，鎢氧化物的含氧量高，顆粒粗化。活化燒結(jié)與強(qiáng)化燒結(jié)有何異同？（同2004年第7題）活化燒結(jié)與強(qiáng)化燒結(jié)的比較活化燒結(jié)：系指能降低燒結(jié)活化能，使體系的燒結(jié)在較低的溫度下以較快的速度進(jìn)行、燒結(jié)體性能得以提高的燒結(jié)方法。？？巴爾申提出的三個(gè)基本假設(shè)在建立壓制方程中有何意義？（1）他將粉末體當(dāng)作理想彈性體看待，這是為了運(yùn)用虎克定律于壓制過(guò)程，實(shí)際上，粉末體在壓制過(guò)程中并不適用虎克定律。巴爾申認(rèn)為，在塑性變形時(shí)，沒(méi)有加工硬化的條件下，接觸區(qū)的應(yīng)力可以理解為金屬粉末顆粒接觸區(qū)的應(yīng)力也應(yīng)不變。？？簡(jiǎn)述經(jīng)固相燒結(jié)的粉末燒結(jié)鋼的晶粒較同成份的鑄鋼細(xì)小的原因。？？燒結(jié)過(guò)程中表面遷移方式有哪幾種形式？根據(jù)雙球模型，簡(jiǎn)述其物質(zhì)的具體遷移方式（也可圖示說(shuō)明）。？？為什么在模壓坯件中出現(xiàn)密度分布不均勻？產(chǎn)生壓坯密度分布有什么主要危害？（第一問(wèn)出現(xiàn)三次）剛模壓制時(shí)，由于摩擦力的作用，在壓坯高度方向存在壓力降低。壓坯密度分布不均勻的后果：.不能正常實(shí)現(xiàn)成形，如出現(xiàn)分層，斷裂，掉邊角等；.燒結(jié)收縮不均勻，導(dǎo)致變形；.限制拱壓產(chǎn)品的形狀和高度。金屬粉末組元為99%，成形劑為1%。請(qǐng)計(jì)算該粉末壓坯中孔隙度。手寫(xiě)以WNiFe重合金為例，分析液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件在合金燒結(jié)致密化過(guò)程中的作用。即燒結(jié)體系需滿(mǎn)足方程 γS=γSL+γLCOSθ (θ為潤(rùn)濕角)液相燒結(jié)需滿(mǎn)足的潤(rùn)濕條件是θ90；當(dāng)θ=0，液相充分潤(rùn)濕固相顆粒，這是最理想的液相燒結(jié)條件；當(dāng)θ90O，固相顆粒將液相推出燒結(jié)體，發(fā)生反燒結(jié)現(xiàn)象。如果θ90，燒結(jié)開(kāi)始時(shí)液相即使生成，液會(huì)很快跑出燒結(jié)體外，稱(chēng)為滲出。
液相只有具備完全或部分潤(rùn)濕的條件，才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間界。但較高的溶解度導(dǎo)致燒結(jié)體的變形和為晶粒異常長(zhǎng)大提供條件，這是不希望的。同時(shí)，也可減小固相顆粒間的接觸機(jī)會(huì)。有兩種鐵基粉末A與B，且硬脂酸鋅添加量相同，但A、B粉末中的鐵粉分別為還原鐵粉和霧化鐵粉。請(qǐng)你判斷：脫模后，兩種粉末對(duì)應(yīng)的壓坯密度和壓坯強(qiáng)度有無(wú)差異？為什么？有差異。霧化鐵粉：包括水霧化鐵粉和氣霧化鐵粉水霧化鐵粉顆粒表面粗糙，易得氧含量較低、壓縮性較好的不規(guī)則粉末；氣霧化鐵粉顆粒近球形；故壓坯密度：還原鐵粉水霧化鐵粉氣霧化鐵粉 壓坯強(qiáng)度：還原鐵粉水霧化鐵粉氣霧化鐵粉30 /