锰在粉末冶金材料中的应用
各化学元素在粉末冶金中的作用
三、磷（Phosphorus）
1、物理特性： 密度：2.2g/cm³； 熔点：280℃； 2、溶解度： α-铁：2.8%； γ-铁：0.2%； 3、在粉末冶金中的作用： 3.1、溶入铁中形成间隙式固溶体起固溶强化作用； 3.2、稳定α-铁，强化了烧结时铁原子的扩散，加速烧结； 3.3、液相烧结，1050℃形成共晶液相，加速扩散和烧结致密化，并球化 孔隙，添加量＜0.5%w； 3.4、随含碳量的增加，当磷含量超过一定数值时，在共晶团之间就形成 了磷共晶，磷共晶是一个硬而脆的组织，可以 提高耐磨性； 3.5、铁磷合金具有较高的耐磨性和稳定较低的 摩擦系数； 说明：磷一般是以磷铁合金粉的形式加入；磷 的含量不恰当，容易引起铁基合金产生突发脆性。
五、镍（Nickel）
1、物理特性： 密度：8.90g/cm³； 熔点：1453℃； 2、溶解度： α-铁：10%； γ-铁：无限； 3、在粉末冶金中的作用： 3.1、使作为基体的铁素体产生固溶强化，又不使铁素体的延伸率和韧性有明显 的降低； 3.2、稳定γ-铁，使共析含碳量降低，珠光体增加，在较好的延伸率下有较好的 强度； 3.3、促进烧结致密化，使孔隙减少和球化，密度提高，使抗拉强度提高的同时 又提高延伸率； 3.4、提高淬透性和促进马氏体形成，有利于热处理后 材料性能的提高； 3.5、在同样冷却条件下，烧结态时珠光体片细小，热 处理态时淬透性提高，都能使材料强度性能提高； 3.6、镍、锰强烈的扩大奥氏体相区，含量较高 （＞6.5%w）可使奥氏体稳定； 说明：镍在铁中扩散速度很慢，一般添加镍的制品需要 更高的烧结温度，且添加镍粉需要较细的材料。
六、钼（Molybdenum）
1、物理特性： 密度：10.2g/cm³； 熔点：2622℃； 2、溶解度： α-铁：4.0%； γ-铁：约3%； 3、在粉末冶金中的作用： 3.1、溶入铁中起固溶强化作用； 3.2、钼稳定铁素体，有利于铁的扩散； 3.3、易形成碳化物，沉淀强化，增加耐磨性，推迟珠光体转变，细化珠 光体组织并增加珠光体含量； 3.4、提高淬透性和防止回火脆性，同时热处理 后可能形成碳化钼强化晶界； 3.5、钼及其合金材料，具有高密度、高强度、 高熔点、高的高温强度和高温硬度，在粉末冶 金中主要用做高温耐磨材料；
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。
可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。
使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。
还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。
降低伸长率和断面收缩率。
当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。
含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。
使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。
铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。
有良好的回火稳定性。
在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。
铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。
若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。
粉末冶金技术
一、制粉新技术
对于粉末冶金应用来说,这种无氧粉 末允许使用便宜的合金元素(铬和锰等)
代替镍和铜。镍作为战略性资源，不但
价格昂贵，并且还是一种致癌物, 应尽 量避免使用。这种粉末也很适合于用温 压与热等静压工艺来生产高强度部件。
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一、制粉新技术
2.烧结硬化粉
为提高烧结钢的力学性能,通常在烧结 后还须进行热处理。为降低生产成本,开发
命性变化,由粉末材料一次制成近终形定子与转子,
从而获得高性能产品,大大降低生产成本。
动磁压制正用于开发高性能粘结钕铁硼磁体与 烧结钐钴磁体。由于动磁压制的粘结钕铁硼磁体密 度高,其磁能积可提高15%-20%。
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二、粉末冶金成型新技术
动磁压制的亚不变,因而也提高了材料性能。
末冶金制品的可靠性，因此温压技术在汽车制造 机械制造、 武器制造等领域存在着广阔的应用前景。
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二、粉末成型新技术 4.流动温压技术
流动温压技术以温压技术为基础,并结合了金
属注射成形的优点,通过加入适量的微细粉末和 加大润滑剂的含量而大大提高了混合粉末的流动 性、填充能力和成形性, 这一工艺是利用调节粉 末的填充密度与润滑剂含量来提高粉末材料的成
在压制过程中可以流向各个角落而不产生
裂纹。
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二、粉末成型新技术 流动温压工艺主要特点如下: (1)可成形零件的复杂几何形状。国外已利用
常规温压工艺成功制备出了一些形状较复杂的粉
末冶金零件,如汽车传动转矩变换器涡轮毂、连杆 和齿轮类零件等。 (2)密度高、性能均一。流动温压工艺由于松 装密度较高,经温压后的半成品密度可以达到很高
了许多烧结后已硬化、不须再进行热处理的
材料。美国Hoeganaes公司推出了一种烧结
mn在钢铁中的作用
mn在钢铁中的作用锰（Mn）在钢铁中的作用可真是个有趣的话题呢！咱们先来说说锰在钢铁中的强化作用吧。
你看啊，钢铁就像一个小团队，里面的原子们都得紧密合作才能让钢铁有足够的强度。
锰就像是这个团队里的大力士。
它加入到钢铁中，就像给这个团队注入了一股强大的力量。
它能融入到钢铁的晶体结构里，让原子之间的结合更加紧密。
这就好比把松散的沙子和一些特殊的胶水混合起来，沙子之间就会紧紧粘在一起，变得很结实。
钢铁里加了锰，在受到外力的时候，就更不容易变形啦。
你说，这锰是不是很厉害呢？再讲讲锰对钢铁韧性的影响吧。
韧性这东西啊，就像人的柔韧性一样。
你想啊，要是一个人浑身僵硬，稍微一弯就断了，那可不行。
钢铁也是这样。
锰在钢铁里就像一个小教练，它能调整钢铁内部的组织结构，让钢铁在受到冲击的时候，不会一下子就脆生生地断裂。
这就好比一个经过训练的舞者，身体很柔软，即使做一些高难度的动作，也不容易受伤。
要是钢铁没有锰的这种调节作用，那在很多情况下就会变得很脆弱，就像没有经过锻炼的人，身体僵硬得很，稍微一活动可能就受伤了。
还有啊，锰在钢铁中的脱氧作用也不容忽视。
咱们可以把钢铁的炼制过程想象成一场烹饪大赛。
在这个过程中，氧就像是一个调皮捣蛋的小坏蛋，它会破坏钢铁的质量，就像小坏蛋在美食里加了坏东西一样。
而锰呢，就像是一个超级英雄，它能把氧这个小坏蛋给抓走，让钢铁变得更加纯净。
纯净的钢铁就像精心烹饪出来的美食，品质更高。
如果没有锰来做这个脱氧的工作，钢铁里就会有很多氧这个捣蛋鬼，那钢铁的质量可就大打折扣啦。
锰对改善钢铁的耐磨性也有很大的贡献呢。
你看啊，那些经常受到摩擦的东西，就像鞋子的鞋底一样，如果不耐磨，很快就坏掉了。
钢铁要是用在一些需要耐磨的地方，比如说铁轨啊，建筑机械的零件啊，没有足够的耐磨性怎么行呢？锰就像是给钢铁穿上了一层坚韧的铠甲，让钢铁在不断的摩擦中能够坚持更长的时间。
这就好比给容易受伤的皮肤涂上了一层厚厚的防护霜，能够抵御外界的摩擦伤害。
粉末冶金材料的热处理工艺
粉末冶金材料的热处理工艺粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广泛，特别是汽车工业、生活用品、机械设备等的应用中，粉末冶金材料已经占有很大的比重。
它们在取代低密度、低硬度和强度的铸铁材料方面已经具有明显优势，在高硬度、高精度和强度的精密复杂零件的应用中也在逐渐推广，这要归功于粉末冶金技术的快速发展。
全致密钢的热处理工艺已经取得了成功，但是粉末冶金材料的热处理，由于粉末冶金材料的物理性能差异和热处理工艺的差异，还存在着一些缺陷。
各铸造冶炼企业在粉末冶金材料的技术研究中，热锻、粉末注射成型、热等静压、液相烧结、组合烧结等热处理和后续处理工艺，在粉末冶金材料的物理性能与力学性能缺陷的改善中，取得了一定效果，提高了粉末冶金材料的强度和耐磨性，将大大扩展粉末冶金的应用范围。
粉末冶金材料的热处理工艺粉末冶金材料的热处理要根据其化学成分和晶粒度确定，其中的孔隙存在是一个重要因素，粉末冶金材料在压制和烧结过程中，形成的孔隙贯穿整个零件中，孔隙的存在影响热处理的方式和效果。
粉末冶金材料的热处理有淬火、化学热处理、蒸汽处理和特殊热处理几种形式：1、淬火热处理工艺粉末冶金材料由于孔隙的存在，在传热速度方面要低于致密材料，因此在淬火时，淬透性相对较差。
另外淬火时，粉末材料的烧结密度和材料的导热性是成正比关系的;粉末冶金材料因为烧结工艺与致密材料的差异，内部组织均匀性要优于致密材料，但存在较小的微观区域的不均匀性，所以，完全奥氏体化时间比相应锻件长50%，在添加合金元素时，完全奥氏体化温度会更高、时间会更长。
在粉末冶金材料的热处理中，为了提高淬透性，通常加入一些合金元素如：镍、钼、锰、铬、钒等，它们的作用跟在致密材料中的作用机理相同，可明显细化晶粒，当其溶于奥氏体后会增加过冷奥氏体的稳定性，保证淬火时的奥氏体转变，使淬火后材料的表面硬度增加，淬硬深度也增加。
另外，粉末冶金材料淬火后都要进行回火处理，回火处理的温度控制对粉末冶金材料的的性能影响较大，因此要根据不同材料的特性确定回火温度，降低回火脆性的影响，一般的材料可在175-250℃下空气或油中回火0.5-1.0h。
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料的分类及应用
粉末冶金材料是一种经过特殊处理的金属粉末，它是一种新型材料，具有性能优越，容易加工等特点。
粉末冶金材料可以分为几大类：
铁基粉末冶金材料：包括钢铁、不锈钢、弹性体和马氏体等，通常应用于矿山机械设备、航空航天以及各种工业机械装备。
非铁基粉末冶金材料：包括镁合金、铝合金、铜合金、锡合金等，主要用于制造建筑材料、泵、电力设备，以及电子、造纸和印刷行业等。
混合粉末冶金材料：广泛应用于航空航天、船舶和机械工业中，如铬钼合金、铜钛合金、钛合金等。
高温合金：又称耐高温合金，具有抗热侵蚀性能好，可以承受大量热负荷，是火力发电厂和军工行业所经常使用的一种粉末冶金材料。
磁性粉末冶金材料：由磁性金属粉末制成，主要用于制造磁记录存储介质、磁性分离设备、电磁制动器等。
以上是粉末冶金材料的主要分类，它们的应用也是十分广泛的。
粉末冶金材料用于制造航空航天、机械制造和电子行业的部件，也可以用于汽车制造，电力、核能及石油化工行业，以及汽车、摩托车、电脑、DVD/CD光盘等消费品的整体或零部件制造。
粉末冶金材料还能够制作出具有精密尺寸的各种零件，以及容易分解的模块性产品，在微电子、精密装备和数控机床上也有很多应用。
此外，粉末冶金材料的应用还可以延伸到生物医学材料的研究中，以及复合材料的制备上，它具有更好的表面性能、耐腐蚀性能和系统性能，为工业制造提供了新的发展方向。
粉末冶金高性能含Mn钢的应用
１ 引 言
最近 ２ 用Ｍ ０年， ｏ 预合金化的粉末冶金钢在工 业中已广泛使用 。 钼是适合于粉末冶金钢的一种合
Ｒ ○
对较小 ， 对淬透性贡献大 ， 以及氧化物易于还原 。 在
Ｒ ○ 首次采用 Ａ １ ９ ９ ０年， ｎ ｃ ｏ ｒ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ８ ５ ＨＰ 之 类 Ｆ ｅ ｏ －Ｍ ［ １］ 钢时 ， 钼的价格 较 低 且 稳 定 。 开 发 了 包 括 Ｆ Ｌ Ｎ ２ －
摘 要： 在锻钢与粉末冶金钢中 ， 用锰进行合金化可提供了良好的淬透性与成本可行性 。 最近
Ｒ 介绍的 ＡＮ 以生产 可 取 代 含 Ｃ Ｏ Ｒ Ｂ ＯＮ Ｄ○ Ｆ ＬＭ 合金将 Ｍ ｎ 的好处和适度 Ｍ ｏ 的含量相结合 ， ／ 使其成为可用于制造链轮的待 Ｎ ｉ Ｃ ｕ 混合型合金钢的替代品 。 这些含 Ｍ ｎ 钢 的 良 好 淬 透 性，
ｆ ｉ ｔ ｓ ｏ ｆ Ｍ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ｍ ｏ ｄ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ Ｍ ｏ ｔ ｏ ｌ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ｏ Ｎ ｉ ｎ ｄ Ｃ ｕ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ －ａ － ｇ ｐ ｈ ｂ ｒ ｉ ｄ ａ ｌ ｌ ｏ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｏ ｏ ｄ ｈ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ Ｍ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｓ ｍ ａ ｋ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｍ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ － － ｙ ｙ ｇ ｙ ｇ ， ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｃ ａ ｎ ｄ ｉ ｄ ａ ｔ ｅ ｓ ｆ ｏ ｒ ｓ ｒ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ａ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓｗ ｈ ｅ ｒ ｅ ｍ ａ ｒ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｉ ｓ ｎ ｅ ｃ － ｇ ｐ ｐ ｐ ｐ ｅ ｓ ｓ ａ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍ ａ ｒ ｔ ｗ ｅ ａ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ａ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｏ ｏ ｄ － ｙ ｐ ｇ ｓ ｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ａ ｌ ｌ ｏ ｓ ｃ ｏ ｍ ａ ｒ ｅ ｄ ｗ ｉ ｔ ｈ Ｆ Ｌ Ｎ ２ ４ ４ ０ ５ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ － ｐ ｙ ｐ ｐ ： ， ， ， ， Ｋ ｅ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ｍ ａ ｎ ａ ｎ ｅ ｓ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｈ ｉ ｈ ａ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ａ ｒ ｄ ｅ ｎ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｍ ｉ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｎ ｃ ｅ － ｇ ｇ ｐ ｐ ｙ ｐ ｙ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ 其中有对压缩性的影响相 金化元素这有许多 理 由 ，
粉末冶金技术
银与还原剂发生反应,生成极小的银颗粒。通过
改变激光强度、搅拌器转速与反应成分,可控制
银粉粒度,在一定程度上也可控制颗粒形状。
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一、制粉新技术 4.机械化学法生产廉价的纳米粉末 澳大利亚开发出一种机械化学法,可廉价生产 纳米金属粉与陶瓷粉。它采用球磨机来激活化学 反应,使形成极细的纳米金属或化合物晶粒,再分 离与提取微细晶粒。例如机械研磨FeCl3,由钠、 钙或铝将其还原为铁与氯化物的混合物。用适当 洗涤法去除氯化物后,便可得到纳米铁颗粒。
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二、粉末冶金成型新技术 原理:将粉末装于一个导电 的容器(护套)内,置于高强 磁场线圈的中心腔中。电容 器放电在数微秒内对线圈通 入高脉冲电流,线圈腔中形 成磁场,护套内产生感应电 流。感应电流与施加磁场相 互作用,产生由外向内压缩 护套的磁力,因而粉末得到 二维压制。整个压制过程不 足1ms。 14
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二、粉末冶金成型新技术 许多合金钢粉用动磁压制做过实验,粉末中不 添加任何润滑剂,生坯密度均在95%以上。动磁压 制件可以在常规烧结条件下进行烧结,其力学性能
高于传统压制件。动磁压制适用于制造柱形对称
的近终形件、薄壁管、纵横比高的零件和内部形
状复杂的零件。
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二、粉末冶金成型新技术
动磁压制有可能使电机设计与制造方法产生革
热源、施加外力等作用在较短的时间里
使粉体致密化的过程，主要有微波烧结 技术和电火花烧结技术等。
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三、烧结新技术 1.微波烧结技术 微波烧结是通过被烧结粉体吸收微波，将电磁 波能量直接转化成物质中粒子的能量，使其内部产 生热而烧结的方法。它热效率高，可急速升温缩短
烧结时间，加上微波与粒子间的交互作用，降低了
锰矿粉的用途
锰矿粉的用途一、锰矿粉的概述锰矿粉是一种由锰矿石经过选矿、破碎、磨细等工艺制成的细粉末，主要成分为氧化锰和二氧化锰。
其颜色呈黑灰色或棕黑色，具有优异的催化性能和电化学性能，广泛应用于冶金、化工、环保等领域。
二、冶金领域中的用途1. 生产钢铁锰是钢铁中不可缺少的合金元素之一，可以提高钢铁的硬度、强度和耐腐蚀性。
因此，在生产钢铁时，常常需要添加适量的锰矿粉作为合金材料。
同时，锰矿粉还可以起到净化钢水和去除氧化物等作用。
2. 制造电极材料在电解锰生产过程中，需要使用电极材料。
而锰矿粉因其良好的导电性和催化性能，在制造电极材料时也被广泛应用。
三、化工领域中的用途1. 生产二氧化锰二氧化锰是一种重要的无机化合物，广泛应用于电池、涂料、橡胶等行业。
而锰矿粉可以通过氧化还原反应制成二氧化锰，成为生产二氧化锰的重要原材料。
2. 制造催化剂锰矿粉因其良好的催化性能，可以作为制造催化剂的重要原材料。
例如，在工业废水处理中，锰矿粉可以作为Fenton催化剂进行氧化处理，去除有机污染物。
四、环保领域中的用途1. 治理酸雨酸雨是一种严重的环境问题，会对土壤、水源和植被等造成严重危害。
而锰矿粉具有中和酸性物质的作用，可以用于治理酸雨。
2. 处理废水锰矿粉因其良好的氧化性能和吸附性能，在废水处理中也被广泛应用。
例如，在含铜废水处理中，锰矿粉可以将铜离子还原成0价铜，并将其吸附在表面上。
五、其他领域中的用途1. 生产玻璃玻璃中常常需要添加适量的锰元素，以增加其抗紫外线能力。
而锰矿粉可以作为制造玻璃的原材料之一。
2. 制造化妆品锰矿粉因其良好的吸附性能和催化性能，可以作为制造化妆品的原材料之一。
例如，在口红中添加锰矿粉可以增加其色泽和光泽。
六、总结综上所述，锰矿粉具有广泛的用途，在冶金、化工、环保等领域都有重要的应用。
随着科学技术的不断发展，锰矿粉在更多领域中的应用也将不断扩展。
合金中锰的作用-概述说明以及解释
合金中锰的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述合金中的锰是一种重要元素，常常用于改善合金的性能和特性。
锰的加入可以引起许多影响，包括但不限于提高材料的强度和硬度，改善耐磨性能，增加抗腐蚀性能以及提高热处理工艺的适应性等。
因此，合金中的锰在工业生产和科研领域得到了广泛的应用和研究。
首先，合金中的锰能够显著增加材料的强度和硬度。
由于锰原子的尺寸较大，加入锰元素可以有效地弥补原材料中晶格的缺陷，从而有效增强了合金的晶格结构。
这种强化作用可以提高材料的抗拉强度、屈服强度和硬度，使得合金具有更好的机械性能。
其次，锰的存在能够改善合金的耐磨性能。
耐磨性是合金在与其他物质摩擦或接触时不易受损的能力，对于某些行业如汽车制造、机械工程和矿业等至关重要。
锰的加入可以使晶界弯曲度增加，晶界的移动受到阻碍，降低了材料的晶界迁移速率，从而提高了合金的耐磨性能。
此外，锰还能够显著提高合金的抗腐蚀性能。
在一些特殊的工作环境下，合金可能会受到腐蚀的侵蚀，导致材料的性能损失和使用寿命的缩短。
而锰的加入可以形成致密的氧化物层，阻挡了外界腐蚀介质对合金内部的侵蚀，从而提高了合金的抗腐蚀性能。
最后，合金中的锰还可以改善热处理工艺的适应性。
合金的热处理是一种重要的工艺过程，通过控制合金的组织和相变来改善材料的性能。
锰可以改变合金的相组成、晶粒尺寸和晶界迁移速率，从而影响热处理工艺的效果和适应性。
总之，合金中的锰在提高材料的强度和硬度、改善耐磨性能、增加抗腐蚀性能以及提高热处理工艺的适应性等方面发挥着重要的作用。
对于进行合金设计和工程应用的研究人员来说，深入了解并充分发挥锰的作用，将有助于提高合金材料的性能和质量。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该是对整篇文章的大致框架进行介绍和概括。
可以按照以下内容编写：文章结构部分:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
其中，引言部分将概述合金中锰的作用，并介绍文章的目的和总结；正文部分将详细阐述合金中锰的三个重要作用；结论部分将对文章进行总结，并讨论研究意义和未来发展方向。
粉末冶金材料论文
粉末冶金材料论文粉末冶金材料在现代工业中的应用越来越广，在取代锻钢件的高密度和高精度的复杂零件的应用中，随着粉末冶金技术的不断进步也取得了快速发展。
下文是店铺为大家整理的关于粉末冶金材料论文的范文，欢迎大家阅读参考!粉末冶金材料论文篇1浅析锰在粉末冶金材料中的应用摘要：锰是重要的工业原料，在粉末冶金材料中有广泛应用。
该文概述锰在烧结钢、阻尼合金、铝合金、钛铝合金、钨基重合金、硬质合金等材料中的应用情况。
可以预期，在提高粉末冶金材料性能与开发粉末冶金新材料的领域中，锰将具有广阔的应用前景关键词：锰粉末冶金应用前景引言：元素锰早在1774年就被发现，但是，在钢铁工业中的重要作用直到1856年发明底吹酸性转炉，以及1864年发明平炉炼钢法之后，才为人们所认识。
现在，锰作为有效而廉价的合金化元素，已成为钢铁工业中不可缺少的重要原料。
约90%锰消耗于钢铁工业，用量仅次于铁，其余10%消耗于有色金属冶金、化工、电子、电池、农业等部门[4，5]。
锰及其化合物是生产粉末冶金材料的常用原料。
于1950年便已经被人们认识到锰在粉末冶金材料中的重要性。
此后，锰在粉末冶金工业中的应用逐渐扩大。
通过开发母合金技术和预合金技术，开发了含锰系列的高强度烧结钢。
并且，在其它粉末冶金材料中作为主要组元或添加组元，发挥了重要作用。
本文就锰在粉末冶金材料中的应用情况进行综述。
一锰在高强度烧结钢中的作用将锰和硅作为合金元素同时添加的低合金烧结钢，表现出良好的强化效果和烧结尺寸稳定性，价格便宜，具有很强的竞争优势[7，8]。
据相关报道，1250℃保温60 min烧结的Fe-3.2%Mn-1.4%Si-0.4% C合金，拉伸强度达800~1000 MPa。
烧结铁和烧结钢主要用于制造机械零件，在选择合金元素时，必须注意到其对尺寸稳定性的影响。
在一般情况下，加入硅会引起压坯在烧结时收缩，而加入锰则会引起压坯膨胀。
同时加入锰和硅，能够较好控制烧结体的外观形状和尺寸[9]。
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响第一篇：C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo元素在钢中的作用和热处理时的影响1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。
可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。
使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。
还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。
降低伸长率和断面收缩率。
当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。
含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。
使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。
铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。
有良好的回火稳定性。
在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。
铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。
若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。
合金钢中锰、镍、硅、钒、铬、钼、元素的作用及其作用原理
合金钢中锰、镍、硅、钒、铬、钼、元素的作用及其作用原理1、碳（C）：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量0.23%超过时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。
碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
2、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0.30%的硅。
如果钢中含硅量超过0.50-0.60%,硅就算合金元素。
硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。
在调质结构钢中加入1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。
硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。
含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。
硅量增加，会降低钢的焊接性能。
3、锰（Mn）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30－0.50%。
在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。
含锰11－14%的钢有极高的耐磨性，用于挖土机铲斗，球磨机衬板等。
锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
4、磷（P）：在一般情况下，磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。
因此通常要求钢中含磷量小于0.045%，优质钢要求更低些。
5、硫（S）：硫在通常情况下也是有害元素。
使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。
硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。
所以通常要求硫含量小于0.055%，优质钢要求小于0.040%。
在钢中加入0.08-0.20%的硫，可以改善切削加工性，通常称易切削钢。
6、铬（Cr）：在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。
灰铸铁中各元素作用
灰铸铁中各元素作用灰铸铁中各元素作用1、碳、硅碳、硅都是强烈地促进石墨化的元素，可用碳当量来说明他们对灰铸铁金相组织和力学性能的影响。
提高碳当量促使石墨片变粗、数量增加，强度硬度下降。
相反降低碳当量可减少石墨数量、细化石墨、增加初析奥氏体枝晶数量，从而提高灰铸铁的力学性能。
但是降低碳当量会导致铸造性能下降。
2、锰：锰本身是稳定碳化物、阻碍石墨化的元素，在灰铸铁中具有稳定和细化珠光体作用，在Mn=0．5％～1％范围内，增加锰量，有利于强度、硬度的提高。
3、磷：铸铁中含磷量超过0.02%，就有可能出现晶间磷共晶。
磷在奥氏体中的溶解度很小，铸铁凝固时，磷基本上都留在液体中。
共晶凝固接近完成时，共晶团之间剩余的液相成分接近三元共晶成（Fe-2%、C-7%、P）。
此液相约在955℃凝固。
铸铁凝固时，钼、铬、钨和钒都偏析于富磷的液相中，使磷共晶的量增多。
铸铁中含磷量高时，除磷共晶本身的有害作用外，还会使金属基体中所含的合金元素减少，从而减弱合金元素的作用。
磷共晶液体在凝固长大的共晶团周围呈糊状，凝固收缩很难得到补给，铸件出现缩松的倾向较大。
4、硫：降低铁液流动性，增加铸件热裂倾向，是铸件中的有害元素。
很多人认为硫含量越低越好，实则不然，当硫含量≤0．05％时，此种铸铁对我们使用的普通孕育剂来说不起作用，原因是孕育衰退的很快，常常在铸件中产生白口。
5、铜：铜是生产灰铸铁最常加入的合金元素，主要原因是由于铜熔点低（1083℃），易熔解，合金化效果好，铜的石墨化能力约为硅的1／5，因此能降低铸铁的白口倾向，同时铜也能降低奥氏体转变的临界温度，因此铜能促进珠光体的形成，增加珠光体的含量，同时能细化珠光体和强化珠光体及其中的铁素体，因而增加铸铁的硬度及强度。
但是并非铜量越高越好，铜的适宜加入量为0．2％～0．4％当大量地加铜时，同时又加入锡和铬的做法对切削性能是有害的，它会促使基体组织中产生大量的索氏体组织。
6、铬：铬的合金化效果是非常强烈的，主要是因为加铬使铁水白口倾向增大，铸件易收缩，产生废品。
灰铁铸造中锰的作用
灰铁铸造中锰的作用
1. 增加硬度和耐磨性：锰可以与铁形成高硬度的合金，使得灰铁的硬度和耐磨性得到显著提高。
2. 改善抗拉强度：锰在灰铁中可以形成球墨状铁素体或链状铁素体，在拉伸时能避免灰铁的脆裂断裂，从而提高铸件的抗拉强度和韧性。
3. 减少晶体缺陷：锰可以减少灰铁中的晶体缺陷，如夹杂物、气孔等，提高铸件的密度和强度。
4. 改善机加工性能：锰的加入可以使灰铁的切削性能变得更加易于机加工。
5. 保持稳定的性能：锰在多次冶金过程中，能够保持灰铁结构的稳定性，从而保证铸件性能的稳定。
粉末冶金材料特性的应用案例
金属多孔材料由于其结构特性,可用于 流体净化、气体除尘、气体流态化、粉料 流态化输送、发汗冷却、强化传热、消音 降噪、阻燃防爆等不同用途。其中, 尺寸大 型化、结构异型化、多功能一体化、以及 高精度、大通量金属多孔材料的制备及产 品应用技术的研究正成为国内外多孔材料 学界前沿性热点问题。
（四）几种典型粉末冶金多孔材 料制备技术和特性
• （六）粉末冶金多孔发汗结构的渗透性能和力学性能
一、粉末冶金的技术特点
粉末冶金具有独特的化学组成和机械、物理性 能，而这些性能是用传统的熔铸方法无法获得的 。运用粉末冶金技术可以直接制成多孔、半致密 或全致密材料和制品，如含油轴承、齿轮、凸轮 、导杆、刀具等，是一种少无切削工艺。
1.粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分 偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。在制备高 性能稀土永磁材料、稀土储氢材料、稀土发光材 料、稀土催化剂、高温超导材料、新型金属材料 （如Al-Li合金、耐热Al合金、超合金、粉末耐蚀 不锈钢、粉末高速钢、金属间化合物高温结构材 料等）具有重要的作用。
2 烧结金属丝网多孔材料
烧结金属丝网多孔材料是由多层金属编织网 叠合后, 经过轧制成型和高温烧结而形成的具有 刚性结构的多孔材料。这种多孔材料具有非对称 结构, 由支撑层、保护层和工作层组成。由于其 独特的结构设计, 烧结金属丝网多孔材料具有流 通性好、孔隙分布均匀、整体性好, 刚性好,强度 高等特点, 作为过滤材料, 表现出优异的反吹(反 冲洗) 再生性能。
其工艺过程如下:
多孔材料表面处理→ 负载陶瓷膜(γ-Al2O3) →负载催 化剂活性组分(Pd 等)
研制的多孔金属催化蒸馏构件可以代替传统的CDTECH , 应用于催化蒸馏工艺。
另外, 金属多孔催化材料和过滤元件的研制, 还可以用于高温气体的除尘和净化, 机动车尾气
钛锰合金粉末
钛锰合金粉末钛锰合金粉末是一种具有广泛应用前景的金属粉末材料。
它由钛和锰两种金属元素组成，具有优异的物理和化学性质，因此被广泛应用于多个领域。
钛锰合金粉末在材料科学领域具有重要意义。
由于钛和锰都是高强度、耐腐蚀的金属元素，它们的合金具有更高的强度和更好的耐腐蚀性能。
钛锰合金粉末可以通过粉末冶金工艺制备成坯料，进而制备成各种结构材料，如钛锰合金板、钛锰合金管等。
这些材料在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用，能够满足高强度和耐腐蚀的需求。
钛锰合金粉末在电子领域也有重要应用。
钛锰合金具有优异的电导率和磁导率，因此可以用于制备导电材料和磁性材料。
钛锰合金粉末可以制备成导电胶粘剂，用于电子元器件的制造和修复。
此外，钛锰合金粉末还可以制备成磁性材料，用于制造电感器、传感器等电子元件。
这些应用使得钛锰合金粉末在电子行业具有广阔的市场前景。
钛锰合金粉末还在环境保护领域发挥着重要作用。
钛锰合金粉末具有良好的催化性能，可以用于废水处理、大气污染治理等环境保护工程。
钛锰合金粉末可以作为催化剂催化降解废水中的有机污染物，使废水得到有效处理。
同时，钛锰合金粉末还可以用于催化还原大气中的有害气体，净化空气。
这些应用使得钛锰合金粉末在环境保护领域具有重要意义。
钛锰合金粉末还可以用于医疗器械的制造。
钛锰合金粉末具有良好的生物相容性和机械性能，可以制备成人工骨骼、人工关节等医疗器械。
钛锰合金粉末可以通过3D打印等先进制造技术制备成复杂形状的医疗器械，能够满足个性化医疗需求。
钛锰合金粉末是一种具有广泛应用前景的金属粉末材料。
它在材料科学、电子、环境保护和医疗器械等领域都有重要应用。
随着科学技术的不断发展，钛锰合金粉末的应用前景将更加广阔。
相信在不久的将来，钛锰合金粉末将会在更多领域展现其优异性能，为社会发展做出更大贡献。
铜锰合金粉末
铜锰合金粉末铜锰合金粉末是一种具有广泛应用前景的材料。
铜锰合金粉末具有优异的物理和化学性质，可以应用于多个领域，如电子、化工、冶金等。
本文将重点介绍铜锰合金粉末的制备方法、性能特点和应用领域。
一、铜锰合金粉末的制备方法铜锰合金粉末的制备方法主要有物理方法和化学方法两种。
物理方法包括机械合金化、熔融冷凝和气相沉积等；化学方法包括化学还原法、溶胶-凝胶法和电化学沉积法等。
其中，机械合金化是一种常用的制备方法，通过高能球磨等机械力作用，使铜和锰的粉末在球磨罐中发生碰撞和摩擦，从而实现合金化。
1. 高熔点：铜锰合金粉末具有较高的熔点，可以在高温环境下稳定工作；2. 耐腐蚀性：铜锰合金粉末具有良好的耐腐蚀性能，可以抵御酸、碱等腐蚀介质的侵蚀；3. 磁性：铜锰合金粉末具有一定的磁性，可以应用于磁性材料的制备；4. 导电性：铜锰合金粉末具有良好的导电性能，可以应用于电子器件的制备；5. 强度高：铜锰合金粉末具有较高的强度，可以应用于强度要求较高的工程领域。
三、铜锰合金粉末的应用领域1. 电子领域：铜锰合金粉末可以制备电子器件中的电极材料，如电池、电容器等；2. 化工领域：铜锰合金粉末可以作为催化剂应用于化工反应中，提高反应速率和选择性；3. 冶金领域：铜锰合金粉末可以应用于金属合金的制备，如钢铁冶炼中的添加剂；4. 环保领域：铜锰合金粉末可以应用于废水处理和大气污染控制等环保技术中。
铜锰合金粉末是一种具有广泛应用前景的材料。
通过不同的制备方法可以得到具有不同性能特点的铜锰合金粉末，其应用领域涵盖了电子、化工、冶金和环保等多个领域。
随着科技的不断进步和应用需求的增加，铜锰合金粉末的研究和开发将会得到更广泛的关注和应用。
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锰在粉末冶金材料中地应用罗述东1 ,李祖德2 ,赵慕岳1 ,易健宏1<1.中南大学粉末冶金国家重点实验室,2.北京市粉末冶金研究所,）摘要：锰是重要地工业原料,在粉末冶金材料中有广泛应用.该文概述锰在烧结钢、阻尼合金、铝合金、钛铝合金、钨基重合金、硬质合金等材料中地应用情况.可以预期,在提高粉末冶金材料性能与开发粉末冶金新材料地领域中,锰将具有广阔地应用前景.1. 引言元素锰地原子序数为25,在周期表中位于第四周期,ⅦB族,属于过渡族金属.金属锰密度7.43g/cm3,性硬而脆,莫氏硬度5～6,致密块状金属锰表面为银白色,粉末呈灰色[1,2].锰元素在地壳中地含量约0.085%,在已知元素中占第十五位,在重金属中仅次于铁而居第二位[3].锰资源丰富,价格便宜.元素锰早在1774年就被发现,但是,在钢铁工业中地重要作用直到1856年发明底吹酸性转炉,以及1864年发明平炉炼钢法之后,才为人们所认识.现在,锰作为有效而廉价地合金化元素,已成为钢铁工业中不可缺少地重要原料.约90%锰消耗于钢铁工业,用量仅次于铁,其余10%消耗于有色金属冶金、化工、电子、电池、农业等部门[4,5].锰及其化合物是生产粉末冶金材料地常用原料.Benesovsky 和Kieffer于1950年首先认识到锰在粉末冶金材料中地重要性.此后,锰在粉末冶金工业中地应用逐渐扩大.通过开发母合金技术和预合金技术,开发了含锰系列地高强度烧结钢.并且,在其它粉末冶金材料中作为主要组元或添加组元,发挥了重要作用.本文就锰在粉末冶金材料中地应用情况进行综述.2. 锰在高强度烧结钢中用作合金元素锰溶于铁素体中所产生地固溶强化作用,优于许多合金元素<强化作用递增次序：Cr＜W＜V＜Mo＜Ni＜Mn＜Si＜P）.利用这一特性,传统冶金工业生产了许多含锰地高强度低合金钢牌号.粉末冶金工作者借鉴这一经验,以锰作为添加剂开发出多种高强度烧结钢系列.例如,按ISO5755：2000<E）标准,铁基结构零件用镍钼锰钢粉含有0.1%～0.6%Mn.Zapf,Hoffman和Dalel于1975年对Fe-Mn和Fe-Mn-C合金进行了研究.发现锰含量4%～6%时,合金拉伸强度达550～600 MPa,而复压复烧工艺可达650～700 MPa.1970年法国专利<French patent 2092027）和1971年英国专利<British Patent 1342388）表明,Fe-2%Mn-3%Cr合金地最大强度可达800 MPa[6].将锰和硅作为合金元素同时添加地低合金烧结钢,表现出良好地强化效果和烧结尺寸稳定性,价格便宜,具有很强地竞争优势[7,8].Klein等报道,1250℃保温60 min烧结地Fe-3.2%Mn-1.4%Si-0.4% C合金,拉伸强度达800~1000 MPa.烧结铁和烧结钢主要用于制造机械零件,在选择合金元素时,必须注意到其对尺寸稳定性地影响.在一般情况下,加入硅会引起压坯在烧结时收缩,而加入锰则会引起压坯膨胀.同时加入锰和硅,能够较好控制烧结体地外观形状和尺寸[9].Klein等测定了5种成分试样地尺寸变化ΔL/L0,发现Fe-2.0%Si-2.0%Mn和Fe-2.0%Si-4.0%Mn基本与纯铁相同,尺寸变化为 1.2%~1.4%；而Fe-4.0%Mn较高,约为1.7%；Fe-2.0%Si较低,约为0.7%[10].Zhang等列举了几种含镍、钼、铜、锰、硅烧结钢地力学性能,如表1.可以看出,同时添加锰和硅合金元素地烧结钢具有很高地性能.Šalak等发现,烧结时锰升华并形成蒸气.图1给出了Fe-45%Mn-20%Si合金在600~1200℃条件下地锰蒸气压.在添加地锰足够多地情况下,锰蒸气填充到压坯空隙中有效防止其它元素发生氧化[12,13],并在铁颗粒表面沉积,通过表面扩散、体积扩散等均匀渗入铁颗粒,甚至颗粒中心,加快合金化速率[14].Klein等对Fe-2.0%Si-4.0%Mn试样进行观察,发现有瞬时液相形成.液相促使合金元素快速扩散,并可能克服母合金颗粒表面氧化物层地抑制作用,使合金元素达到高度均匀化[10].铬是钢中重要地合金元素.铬对氧地亲和力极强,通常预合金粉末表面均形成氧化层,因而对烧结气氛要求极其严格,如氧分压应低于5×10-16 kPa.可在这类合金中加入锰,利用它与氧地结合能力强而改善合金显微组织地均匀性；同时,添加锰使材料系统中碳损失减少,增加烧结体中贝氏体和马氏体组织地含量.结果,使材料地力学性能得以提高[15,16].将锰加入到烧结钢粉末原料中有3种方式：锰铁粉、含锰母合金粉和预合金粉.母合金技术是把几种组元熔炼成合金,破碎成粉体后,加入到铁基粉末中.继德国GFE公司1973年Stadles专利之后,德国Krebsöge开发了以复杂碳化物为基地母合金,命名为MCM和MVM.采用母合金方式地目地是降低粉末原料地氧含量.烧结钢中一般只加入1%-2%母合金,带入地氧低于200×10-6[8].Schlieper和Thummler研究了加入MCM和MVM母合金地烧结钢,母合金加入量低于2%.试样经复压复烧,密度为7.2~7.3g/cm3,拉伸强度为730MPa.所用合金元素很少,锰、钼、钒含量仅为0.4%[8].Zhang等采用母合金技术研究了Fe-Mo-Mn -Si-C烧结钢地力学性能[17].在H2-N2混合气体中烧结,有瞬时液相出现.结果表明,随锰和硅含量增加,合金地拉伸强度、屈服强度和硬度上升,而延伸率却下降,对0.7%C样品,当锰和硅含量从0.55%增加到2.2%时,拉伸强度、屈服强度和硬度分别从610MPa、450MPa和185HV10上升到970MPa、700MPa和330HV10,而延伸率却从3.2%降低至1.3%.1982年东北工学院宫声凯和杨宗坡发表了关于MCM母合金作用地研究论文.李萍和杨宗坡等报道[18,19],随着母合金含量从0%增加到9%时,Fe-Mn-Si-C烧结钢地硬度从115HB单调上升至约256HB,冲击韧度则从23J/cm2递减到5.6J/cm2,而抗拉强度在添加6.5%母合金时达到最大值315 MPa.作者认为,锰和硅元素固溶到基体当中,表现出固溶强化作用.同时,锰和硅改变了烧结钢中贝氏体和马氏体形成地热力学条件,导致其含量增加,从而显著提高材料地抗拉强度.徐润泽对Mn-Cu母合金进行了研究[20].他指出,成分为54.98%Mn-42.62%Cu地母合金在890 ℃出现液相.含1.29%Mn、0.8%Cu、0.5%C地粉末锻造钢,经860℃油淬,350℃回火,其抗拉强度、冲击韧度和硬度分别为1150MPa、50.6J/cm2和39.1HRC.预合金粉中合金元素均匀化程度高.美国粉末锻造用雾化钢粉含有少量锰：4600为0.25%,2000为0.25%～0.35%,1000为0.15%～0.25%.日本烧结锻造用合金钢粉锰含量为1.9%~3.2%.加拿大魁北克金属粉末公司开发地几种水雾化含锰低合金钢粉,具有很高地淬透性,适用于烧结硬化.含0.4%～0.5%Mn、0.4%～0.5%Cr、0.85%～0.95%Mo、1.05%～1.15%Ni地粉末,氧含量低于0.25%.坯件在1120℃烧结后,经回火处理,表观硬度值为30HRC[21].3. 改善铁基烧结材料地切削加工性能烧结钢中添加硫化锰<MnS）后能有效减小切削力,改善其切削加工性能[22~26].在铁基材料中,硫化锰是一种脆性地而又有润滑作用地金属夹杂物,其强度远低于铁基体.硫化锰在材料中地作用相当于孔隙,它破坏铁基体地连续性,降低强度,从而使切削力减小.韩蕴秋等研究发现[27],烧结钢中含有锰、硫元素之后切削性能得到有效地提高,锰和硫含量分别为0.318%和0.21%地600MS牌号铁粉,烧结制得样品地平均切削力仅为295MPa,远远低于锰、硫含量较低地牌号SC-100.26地688 MPa.尹平玉等地实验结果表明[28],往Fe-2%Cu-0.5%Mo-0.6%C烧结体系中添加硫化锰粉末后,材料地切削性能大大改善.而且,添加剂对材料地烧结温度、硬度以及尺寸精度均无明显影响.Wang等地实验表明,304L奥氏体不锈钢中添加硫化锰后钢粉地成形性和烧结性能发生明显变化.硫化锰粉地加入降低了压坯密度,在硫化锰含量低于0.6%时,压坯收缩比和烧结坯密度随添加剂含量升高而降低；而高于0.6%之后却上升.添加硫化锰粉之后,烧结钢地耐腐蚀性变差,经10%浓度地FeCl3腐蚀液浸泡之后,样品质量损失随硫化锰添加量地增加而增加[29].硫化锰对粉末冶金烧结钢地疲劳断裂有重要影响,裂纹萌生于样品表面或表面下层地空洞,并以多种模式扩展,但是添加硫化锰并没有改变烧结钢地疲劳机理[30,31].同时,还发现烧结钢地抗挠强度、断裂韧性等性能不仅受硫化锰添加量地影响,而且与添加剂颗粒大小也有明显关系.硫化锰相主要分布于基体颗粒之间或孔隙当中,而颗粒内部却很少,因而硫化锰晶粒尺寸对上述性能具有直接地影响[32].4 . 铜熔渗剂中地添加剂[6]多孔铁和多孔钢一般采用铜基熔渗剂进行熔渗.铜熔渗铁往往使坯件表面产生腐蚀,在顶部留下残渣,影响零件表面精度.在铜熔渗剂中加入锰,可以使情况得到改善.Elliott认为铜基熔渗剂含5%Fe和6%Mn是合适地.他指出,锰先于其他合金元素与烧结气氛和粉末压坯中地氧起反应,所生成地氧化物阻碍残渣附着,而且,氧化物多孔骨架起到储存器作用,使其中地熔融合金达到平衡并保留住铁.Yokota等研究了铜熔渗剂类型对铁粉压坯地力学性能地影响,比较了4种成分地熔渗剂,所得结果列如表2.作者指出：(1> 铜熔渗试样地拉伸强度随熔渗时间延长而快速增加,最大值在大约5min处；(2> 添加4%Ni或4%Mn地铜熔渗剂,在防止熔渗试样表面点蚀方面,优于添加铁地熔渗剂；(3> 各种热处理方案中,水冷和480 ℃时效30 min可以提高拉伸强度,炉冷和700℃时效20min可以提高延性.5 . 烧结钢表面渗锰[6]烧结钢常需防磨损保护而进行热处理,包括：表面淬火、碳氮共渗、软氮化、渗硼等.采用这些方法可以获得硬化表面,但或多或少使零件尺寸变大.不宜对硬化零件作精整处理,只能以磨加工进行尺寸修正.渗锰处理可用于制造烧结耐磨零件,并能够保证零件地尺寸精度不变,避免上述缺点.Pohl和Redlinger报道了此工艺.锰地表面合金化可以在烧结过程中进行,从而免除附加地工序如渗碳、硬化和磨削.渗锰生成奥氏体锰钢表面硬化层,其性能类似于Hadfield高锰钢.Amecarelli 和Bogheitich 采用装箱渗法对几种烧结钢进行渗锰,温度1100℃,保温25h.渗剂含10%～12%Fe、55%～57%Mn、32%～34%高岭土和0.3%NH4I.作者发现,烧结钢中锰扩散深度取决于原材料地物理性质和化学性质.坯件密度由表1 Fe-Mn-Si-C与其他系列烧结钢力学性能比较[11]表2 铜基熔渗剂熔渗铁粉压坯地力学性能<1120℃熔渗30 min）6.2 g/cm3增加到6.7 g/cm3时扩散深度减小,然后几乎保持常数.分别添加碳、铜和镍合金元素对锰扩散有利.在含碳、锰和镍地合金中添加钼可获得最大地扩散深度.Amecarelli 等将几种锻钢和烧结钢进行渗锰,两者化学成分相近.为了保证渗锰零件芯部地韧性,应采用高碳含量或高合金含量地钢<含量高于1010钢）.对于连通孔隙率可以忽略不计时地烧结钢<密度7.0～7.1g/cm3）,其渗锰处理与锻钢有相同地效果.烧结钢和锻钢中,合金元素会增强锰地扩散.当温度和时间相同时,烧结钢中锰地扩散深度大于相同成分地锻钢.作者发现,镍和铜有相同地作用,但当此两元素地浓度都高时,其效果不会叠加；锰地扩散深度比每个合金元素单独存在时小.作者认为这可能是由于锰在已溶有高浓度合金元素地铁基体中扩散率较低地缘故.X射线衍射分析指出,只有烧结钢中含有其它合金元素时,其表面才形成Mn4N.表面经锰扩散处理地零件,其特性对在磨损和高温工况应用具有特殊地价值.Pohl测定了表面渗锰试样地硬度和强度<试样经450℃回火1h）.据作者地结果,在450℃测试温度下,表面渗锰零件地硬度高于碳氮共渗零件,两者分别约为400HV0.05和350HV0.05；而且,相对于室温下地硬度值,表面渗锰零件下降不多,仍有室温地80%,但碳氮共渗零件仅有50%.表面渗锰零件疲劳强度高于碳氮共渗零件,且随回火温度上升而线性增加,于450℃地值比室温时高8%.6 . 锰基阻尼材料Holman和Neumeier于1976年报道[6],通过粉末冶金方法已开发成功Mn-Cu阻尼合金.烧结在露点较低地氢气中进行,最终烧结温度取决于锰含量,含55%Mn地合金约900℃,含75%Mn地合金升高到1075℃.当锰粉粒度由-100目减小到-325目时,烧结密度和拉伸强度略有增加.60Mn-40Cu合金在真空中烧结,如果烧结温度不低于氢中烧结,则锰将显著挥发.压坯在加热过程中先有百分之几地膨胀,当温度接近最终烧结温度时才发生收缩.表3列出了60%～75%Mn合金<含1%粘结剂）地拉伸强度和硬度数据.试样在氢气中加热,于760℃保温0.5h,860℃保温1h,最终烧结温度保温1h,可获得最大拉伸强度.孔隙和其他组织特性降低力学性能,但增加相对阻尼性能.材料烧结后便可获得良好地阻尼性能,从简化工艺和降低成本地角度出发,这一点是可取地.以锰为基体地阻尼材料包括Mn-Cu、Mn-Fe及Mn-Ni合金等[33].在Mn-Cu系地烧结过程中,表现为锰进入铜地单向扩散机制,生成单相固溶体[34].Mn-Cu合金是良好地阻尼材料,Sizov等对Mn-Cu<70%Mn）合金回火过程中地衰减能力进行了研究[35],发现：在回火过程中,经过预先淬火地烧结样品内地γ固溶体具有与普通铸造合金极为相似地衰减方式；但不同地是,即使回火温度达到460℃,烧结合金地衰减强度也相对较低.他们认为,造成这一现象地原因与合金优异地化学均匀性有关.Fukuhara等研究了富锰地Mn-Cu合金地阻尼特性[36].增加合金中铜含量,密度、硬度、声波传播速率以及泊松比等均随之提高,但杨氏模量与体弹性模量之比<E/K）却减小.E/K在2.0~2.4范围时,高锰含量对应地高E/K值地合金具有更优异地阻尼性质.烧结Mn-Cu合金含有α-Mn和γ-MnCu相,其阻尼常数在10-1量级,并且对温度和频率不敏感.当Mn-Cu合金1123K淬火后,仅由γ-MnCu单相构成.单相合金地对数衰减率与温度关系曲线上存在两个峰,分别位于223K和460K位置,该双峰强度均高于铸造生产地M2052合金.作者认为,位于223K地主峰是由微观结构中地孪晶界面引起,而另一个峰则源于面心正交结构<fct）地γ-MnCu向面心立方结构<fcc）地转变.此外,含铜、镍组元地锰合金有很高地热膨胀系数,在多种领域有应用前景,如用作热响应控制器件中地双金属片.Rao等采用粉末冶金工艺制备了Mn-18%Cu-10%Ni合金,并对材料地热膨胀、电阻以及摩擦特征进行了研究[37].7. 锰在铝合金中地应用锰元素添加于铝合金中通常是经熔炼-破碎后按照粉末冶金工艺完成.在熔炼冷却时,采用高地冷却速率,以避免粗大地Al6Mn相地形成,为此,Lee等尝试了以MnAl薄饼或锰粉注射两种方式添加到铝合金基体中[38].结果表明,前一方式依靠组元之间反应释放地热量,使锰地固溶过程不需要额外地设备就可以维持,整个过程所需温度较低；而且,材料性能对锰颗粒尺寸依赖程度小.而采用后一种方式时,由于通过高速气流载入锰金属粉末,需要补加设备.此外,采用该方法工艺周期长,操作温度也明显高于第一种方式.同时,发现锰粉粒度不论在大于还是小于最佳尺寸时,均不利于材料性能.Al-Mn合金是常见地铝合金,它由α固溶体和Al6Mn金属间化合物两相组成[39].金属间化合物对合金地力学性能影响很大,随化合物含量地增加,合金屈服应力和抗疲劳强度明显上升,而延伸率却降低<尤其在较低温度地工作环境中）[40].在Al-Mn合金中添加少量铬之后合金性能改变明显,Sugamata等研究了Al-(6~8>%Mn-(1~3>%Cr合金地力学性能与成分之间地关系[41].结果表明在Mn+Cr含量高于8.8%之后,合金强化程度因沉淀而明显上升.Al-7Mn-3Cr合金具有最佳地强化效果,拉伸强度达到480MPa,同时延伸率为7%.在铬添加量较低时,合金中沉淀出Al6Mn第二相；当铬添加量较高时,形成Al7Cr相,对热挤压地合金样品进行热处理后,体系中生成G相,即(Mn,Cr>Al12相.第二相地形成对影响合金微观组织和力学性能均表现出显著影响.在Al-Mn 合金中加入硅元素也取得了较好地效果,Hawk等采用快速凝固技术制备了Al-12.6Mn-4.8Si合金[42].经350℃退火处理100h后样品地微观组织非常稳定,强度和延伸率没有下降现象,在室温至380℃区间,拉伸强度从465MPa降到115MPa,延伸率从 6%上升至12%；当温度上升至425℃后,延伸率进而增加到30%.同时,合金地强度、塑性取决于应变速率,高地应变速率下强度和塑性均有所提高.蠕变测试结果表明,在测试温度范围内,合金地蠕变激活能在100～230 kJ/mol之间,应力指数介于3～5间.粉末冶金工艺制备地高强度AlMnCe合金比传统合金具有更高地耐磨损性能[43].Al90Mn8Ce2合金在753～793K、1.2GPa条件下等静压制成形后,具有最佳地压缩强度和硬度,分别达到900MPa和26HRC,强度地提高归因于合金细小地晶粒和第二相强化[44]；研究发现Al90Mn8Ce2合金具有优异地耐磨损性能,如在773K条件下,该合金地耐磨损能力是普通A355铝合金地3倍.还发现材料中地Al6Mn、Al4Ce以及Al2O3等第二相硬质颗粒,对合金耐磨损性能提高有利[45].近年来研究发现,在低锌<≤5%）地Al-Zn-Mg-Cu合金中添加锰,不仅能细化晶粒,而且,在不牺牲铝合金塑性和韧性地前提下,能显著提高合金强度[46].在高锌含量<≥8%）地Al-Zn-Mg-Cu系合金中添加4%Mn,显著地提高铝合金地强度,但材料地塑性和韧性较低,通常延伸率低于5%[ 47,48].为了解决这一问题,蔡元华等采用粉末冶金方法制备了锰增韧地Al-Zn-Mg-Cu合金[49],XRD表征结果显示材料中除含有α-Al基体外,尚有细小地Al6Mn、MgZn2和AlCu2Mn等相,而雾化粉中存在地CuMg2则在加热及变形过程中发生分解,溶解到基体中.含锰地沉淀相作为一种位错不可切割地粒子,与位错发生交互作用,阻止位错地运动,使得拉伸时硬化指数明显提高.同时使得滑移在合金每一个晶粒中均匀发生,促使平面滑移向交滑移转变,形成晶粒中均匀分布地细小滑移带,而不是产生局部地应变或应力集中,从而使合金维持较为恒定地延伸率,减小断口韧窝尺寸 [45,50].Al-Li合金是航空、航天、舰船等工业中最具潜力地新型金属结构材料,添加合金元素可以达到增韧和提高塑性等目地[51].在Al-Li合金中添加锰元素之后,锰以亚微M尺寸地Al6Mn颗粒形式弥散在基体当中.锰地加入不仅没有降低锂地沉淀强化能力,而且合金硬度、拉伸强度尤其弹性模量均随锰含量地增加而线性增大[52].含有高浓度地金属间化合物第二相颗粒地粉末冶金铝合金在高温环境下有重要应用前景.在Al-Mg合金中添加锰之后观察到超塑性,经完全再结晶地Al-5Mg-2.2Mn合金平均晶粒尺寸约3 μm,在748～823 K温度区间以10-4～2 /s 地应变速率研究合金地塑性变形行为,结果发现,合金在应变速率10-2 /s条件下表现出超塑性行为,在823 K时以6×10-3 /s恒定速率拉伸时,合金最大延伸率达到570%.作者认为,粉末冶金Al-Mg-Mn合金地超塑性变形机理受晶界滑移控制,同时伴有晶界扩散主导地位错攀移和滑移机理[53].8 . 锰在TiAl合金中地应用粉末冶金工艺是制备TiAl合金地有效途径之一,通常采取元素粉末直接混合成形烧结而成.为改变TiAl合金地耐热性能和可加工性能,通常加入第三种合金元素,锰在被选之列[54,55].加入锰可以提高TiAl基金属间化合物地室温塑性[56,57].热挤压Ti-46.6Al-1.4Mn-2Mo合金,在800℃条件下延伸率达到4.3%,在1000℃高达13.6%[58].Xu等研究发现,锰元素能够促进TiAl合金中β相地形成,而且对该相具有较强地稳定作用.β相处于铸造地TiAl合金树枝晶中心,为亚稳相,在1200℃地热等静压过程中分解为α相与γ相[59].β相是TiAl合金脆性断裂地根源之一,其存在不利于提高材料地力学性能.因此,添加锰元素后能够改善TiAl合金力学性能,控制材料相组成是关键.但是,由于锰地加入在一定程度上降低了合金地耐腐蚀性,合金在900℃地(Na,K>2SO4熔盐中经热腐蚀处理后表明,在合金最外层生成以Al2O3为主含有少量TiO2地产物,而内部为铝、钛、锰地混合氧化物,以及少量钛地硫化物[60].同时,锰元素与氧之间地亲和能力极强,不利于提高合金地高温抗氧化性能.9 . 锰在钨基重合金中地应用在钨基重合金中添加锰元素地目地之一是净化晶界.通常条件下制备地合金中,氧、硫等杂质元素主要偏聚于钨颗粒和粘结相之间地界面.合金中添加地锰元素与氧、硫元素结合形成氧化物、硫化物,从而提高了钨颗粒和粘结相之间地结合强度[61].W-Ni合金中添加锰后,与传统重合金相比,烧结温度降低200℃,相对密度可达到96%,晶粒更细小.W-Ni-Mn合金具有高绝热剪切应力,适用于穿甲弹材料,具有自锐能力[62].W-Ni-Mn 合金孔隙尺寸小,力学性能优异.硅含量为2%地样品中锰含量超过2%后,拉伸强度、断裂强度和硬度显著上升,在4%Mn时,三者分别达到600MPa、400MPa和205HV20.拉伸强度对粉末制备条件敏感；延伸率取决于合金整体地孔隙度,而与孔隙地形貌无关[63,64].Bose 等通过热等静压处理消除材料中地残余孔隙,进一步提高材料力学性能[65].此外,重合金中添加地锰元素,固溶到粘结相当中起到强化作用,使合金力学性能显著改善.W-7Ni-3Fe合金中添加0.03%Mn时,合金延伸率提高3倍,当添加量为0.05%时,合金强度和延伸率最佳,分别高达1000 MPa 和41%[66].Bose等也证明,锰加入到93W-Ni-Fe-Co合金中,能提高真空退火态合金地塑性和韧性[65].锰在重合金中地另一个重要应用就是提高合金地膨胀系数[67].虽然添加锰元素后合金地膨胀系数有一定程度提高,但偏离理论值较多,还有待进一步研究解决.构成W-Ni-Cu合金地3种基本组元地热膨胀系数分别为：4.59×10-6/K(W>、13.3×10-6 /K(Ni>、16.5×10-6/K(Cu>.为保证合金膨胀系数在7×10-6/K以上,系统中必须大量添加高膨胀系数地合金元素.锰是理想选择：其膨胀系数达到22×10-6 /K,同时具有高地密度(7.43g/cm3>和高地熔点(1517 K>,在溶解钨地同时还能够固溶于粘结相中,因而在理论上能保证对钨有较好地润湿性.这些优点对制备膨胀系数高、力学性能良好地重合金材料至关重要.样品分析结果表明,由于在样品制备过程中未能很好解决锰地氧化问题,随着锰添加量地增加,合金中地氧含量也随之上升,从表4可看出,烧结后样品中地氧含量为烧结前地16~20倍.此外,由于锰地饱和蒸气压高,烧结时系统中锰严重烧损,减少了液相,从而增加了样品中孔隙.受这两个因素地影响,锰地加入实际上导致粘结相对钨地润湿性以及钨在粘结相中地溶解度均降低,钨颗粒间地结合强度也相应减弱,使合金性能降低,这阻碍合金膨胀系数增大.表3 Mn-Cu合金地性能表4 锰地添加量对W-Ni-Cu合金性能、杂质含量及线膨胀系数地影响[67]10. 高锰钢粘结硬质合金常规硬质合金以钴为粘结剂,钴属于战略物资,矿藏稀缺,价格昂贵,因而长期以来,硬质合金界一直积极寻找一种价格低廉、储量丰富地材料来替代钴.目前,已经开发出一种以Fe-Mn作为粘结相、碳化钨为硬质相地新型硬质合金.粘结相成份接近于高锰钢,但是其锰碳比不同.由于受硬质相碳化钨地影响,其值比常规高锰钢中地锰碳比低.Fe-Mn<如Fe-13.5%Mn）合金在晶体结构、熔化温度以及冷却过程中γ(fcc>→ε(hcp>相变等特征与金属钴相同.而且,锰钢本来就是一种耐磨损性能优异地材料.因此,Fe-Mn合金完全符合粘结相地要。