非铁金属材料与粉末冶金材料知
粉末冶金基础知识（三篇）
粉末冶金基础知识（一）粉末的化学成分及性能尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（m）或纳米（nm）。
1.粉末的化学成分常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。
2.粉末的物理性能⑴粒度及粒度分布粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。
实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。
实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。
⑵颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状。
常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。
⑶比表面积即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。
比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。
3.粉末的工艺性能粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。
⑴填充特性指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。
常以松装密度或堆积密度表示。
粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。
⑵流动性指粉末的流动能力，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。
流动性受颗粒粘附作用的影响。
⑶压缩性表示粉末在压制过程中被压紧的能力，用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示，在标准模具中,规定的润滑条件下测定。
影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好；颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。
⑷成形性指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末能够成形的最小单位压制压力表示，或用压坯的强度来衡量。
成形性受颗粒形状和结构的影响。
（二）粉末冶金的机理1.压制的机理压制就是在外力作用下，将模具或其它容器中的粉末紧密压实成预定形状和尺寸压坯的工艺过程。
钢模冷压成形过程如图7.1.2所示。
粉末装入阴模,通过上下模冲对其施压。
在压缩过程中，随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒间接触面积增大，使原子间产生吸引力且颗粒间的机械楔合作用增强，从而形成具有一定密度和强度的压坯。
粉末冶金复习资料
粉末冶金复习题填空:1.粉末冶金是用(金属粉末货金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过(成形)和(烧结)制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。
2.从制粉过程的实质来分,现有制粉方法可归纳为(物理化学法)和(机械法)。
机械法是将原材料机械地粉碎,而(化学成分)基本上不发生变化的工艺过程;物理化学法是借助(化学的)或(物理)的作用,改变原材料的(化学成分)或(聚集状态)而获得粉末的工艺过程。
3.通常把固态物质按分散程度不同分成(致密体)、(粉末体)和(胶体)三类;〔1〕,即大小在1mm以上的称为(致密体),0.1μm 以下的称为(胶体),而介于二者的称为(粉末体)。
4.粉末冶金工艺过程包括(制粉)工序,(成形)工序和(烧结)工序。
5.粉末冶金成形前的预处理包括(粉末退火)、(筛分)、(混合)、(制粒)、和(加润滑剂)等。
6.粉末特殊成形方法有(等静压成形)、(连续成形)、(无压成形)、(注射成形)、(高能成形)等。
7.粉末的等温烧结过程,按时间大致可以划分为三个界限(1)(粘结阶段)(2)(烧结颈长大阶段)(3)(闭孔隙球化和缩小阶段)。
8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为(单元系烧结)、(多元系固相烧结)、(多元系液相烧结)。
9.常用的粉末冶金锻造方法有(粉末热锻)和(粉末冷锻);而粉末热锻又分为(粉末锻造)、(烧结锻造)和(锻造烧结)三种。
10.粉末冶金复合材料的强化手段包括(弥散强化)、(颗粒强化)和(纤维强化)。
11.粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系,因此研究粉末体时,应分别研究属于(单颗粒)、(粉末体)及(粉末体的孔隙)等的性质。
12.粉末在压制过程中,粉末的变形包括(弹性变形)、(塑性变形)和(脆性变形)。
13.通常等静压按其特性分成(冷等静压)和(热等静压)。
14. 烧结过程有自动发生的趋势。
从热力学的观点看,粉末烧结是(系统自由能减小)的过程,即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于(能量较低)状态。
粉末冶金是什么
粉末冶金是什么?粉末冶金（Powder Metallurgy)是制取金属粉末，及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成材料和制品的工艺技术。
它是冶金和材料科学的一个重要分支学科。
粉末冶金有历史2500年前块炼铁锻造法制造铁器20世纪初制取难熔金属。
1909年制造电灯钨丝，推动了粉末冶金的发展；1923年粉末冶金硬质合金的出现被誉为机械加工中的革命。
30年代成功制取含油轴承。
粉末冶金铁基机械零件的发展，充分发挥了粉末冶金少切削甚至无切削的优点。
40年代金属陶瓷、弥散强化等材料60年代粉末冶金高速钢，粉末高温合金应用80年代~ 汽车领域应用迅速发展粉末冶金的特点节材，节能低环境污染较好的尺寸精度较好的表面状态接近最终形状降低产品制造成本产品一致性好特殊的多合金组织多孔性组织复杂的形状适合大批量生产经济性节能：粉末成形所需压力远低于锻造、辊轧等传统制程；烧结温度又低于主成分熔点。
故耗费之能源远低于铸造、机械加工等其它制程。
省材：粉末冶金法的材料利用率高达95%以上，远高于其它制程。
例如机械加工法的材料利用率平均仅有40∼50%之间。
省时：在自动化生产在线，成形一个生胚的时间可低至0.5秒；而每一成品所耗费的平均烧结时间亦可低至数秒钟。
其时间成本远低于其它制程。
精度：粉末冶金产品的尺寸精度极高，在一般用途中，几乎无须后续加工性质上某些具有独特性质或显微组织的产品，除粉末冶金制程外，无法以其它制程获得。
例如：多孔材料：过滤器、含油轴承、透气钢等复合材料：弥散强化或纤维强化复合材料合金系统：大部分合金系统均有固溶限，超过此一限度，其铸造组织会产生共晶、共析、或金属间化合物等偏析现象，形成不均匀的组织结构；而某些元素间即使在熔融状态下也不互溶，故不可能以铸造法制造。
粉末冶金法的特性却使其可轻易调配出任意比例且组织均匀的合金材质(因其制程中未达熔点)。
特殊性上有些材料虽可能以其它方法制作，在实作上却有相当的困难度，例如：高熔点金属：钨(3380℃)、钼(2615℃)、陶瓷等高熔点材料很难熔化铸造。
粉末冶金原理知识要点
1粉末冶金的特点：粉末冶金在技术上和经济上具有一系列的特点。
从制取材料方面来看，粉末冶金方法能生产具有特殊性能的结构材料、功能材料和复合材料。
(1)粉末冶金方法能生产普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料：1)能控制制品的孔隙度；2)能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果，生产各种特殊性能的材料；3)能生产各种复合材料；(2)粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越：1)高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好；2)生产难熔金属材料和制品，一般要依靠粉末冶金法；从制造机械零件方面来看，粉末冶金法制造的机械零件时一种少切削、无切削的新工艺，可以大量减少机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。
总之，粉末冶金法既是一种能生产具有特殊性能材料的技术，又是一种制造廉价优质机械零件的工艺。
2粉末冶金的工艺过程（1）生产粉末。
粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。
为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。
（2）压制成型。
粉末在500~600MPa压力下，压成所需形状。
（3）烧结。
在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。
烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。
烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。
（4）后处理。
一般情况下，烧结好的制件可直接使用。
但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。
后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。
现代粉末冶金的主要工艺过程生产粉末制坯烧结3、粉末冶金发展中的三个重要标志：第一是克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难第二是本世纪30年代用粉末冶金方法制取多孔含油轴承取得成功第三是向更高级的新材料新工艺发展。
4、怎样理解“粉末冶金技术既古老又年轻”？粉末冶金是一项新兴技术，但也是一项古老技术。
根据考古学资料，远在纪元前3000年左右，埃及人就在一种风箱中用碳还原氧化铁得到海绵铁，经高温锻造制成致密块，再锤打成铁的器件。
非铁金属材料与粉末冶金材料知识
非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料与粉末冶金材料知识非铁金属材料指除铁以外的金属材料。
非铁金属材料具有重要的物理、化学和机械特性，被广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域。
非铁金属材料能够制造出高强度、高耐热、高抗腐蚀、高导电和耐磨损的材料。
下面将介绍几种常见的非铁金属材料。
1.铜及其合金铜是唯一既能够被用作结构材料，又能够被用来制造电器、导线等高电导性材料的金属材料。
铜合金包括黄铜、青铜、铜铝合金、铜镍合金和铜镍硅合金等。
在黄铜中，含有30%至40%的锌，既能够提高铜的强度，又能够降低材料成本。
青铜中，铜和锡的比例大概是9：1，它具有良好的耐腐蚀性和机械性能，被广泛应用于制造自动化机器、伺服机和船舶轴承等领域。
2.铝及其合金铝合金具有轻、强度高、耐腐蚀等特点，被广泛应用于航空、汽车和建筑等领域。
铝合金的主要组成元素是铜、镁和锌。
在铝合金中，不同的合金组成会产生不同的性能。
例如，铝镁合金强度高、刚性好、耐腐蚀性好；铝锰合金具有高的强度和淬火性能；铝锌合金容易加工，强度高；铝铝合金强度高、可焊。
3.镁及其合金镁具有极低的密度，仅为钢的2/3、铝的1/4，所以被称为轻金属。
镁的强度和硬度较低，但其强度和刚性可以通过合金化得到提高。
镁合金主要包括镁铝合金、镁锌合金和镁锰合金。
镁合金具有极低的密度、良好的耐腐蚀性、高的热导率和良好的可加工性。
4.钛及其合金钛和其合金具有优异的机械性能、抗腐蚀性能、重量轻，因此被广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、医疗等领域。
钛合金的主要组成元素为铝、钼、铁、钒等，其中最重要的是钛铝合金和钛铝锌合金。
钛及其合金具有良好的可塑性、良好的焊接性和优异的热膨胀性和低温性能。
5.镍及其合金镍合金主要包括镍铬合金、镍钴合金、镍钼合金等。
镍及其合金具有极高的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，因此被广泛应用于石化、航空、航天和制造业等领域。
在极端条件下，镍合金可以保持其稳定性和可靠性，尤其是在高温、高压环境下，镍合金的性能十分优越。
机械工程材料及成形工艺非铁金属和粉末冶金材料
日常生活领域
体育器材：如自行车、摩托艇、网球拍、马具、高尔夫球头等。 医疗器材：牙种植、齿形矫正器，人工关节、心脏瓣膜、、假肢等 照相器材：快门金属帘布、照相机外壳、取景镜架等 其它：手表壳体、表带，珠宝，眼镜架等
钛合金应用示例1
应用示例2
钛-钢复合板反釜
全钛换热器
• 变形铝合金牌号表示方法
用四位字符表示 四位字符表示规则 例如：2A11表示主要合金元素为铜的11号Al-Cu原始铝合金
变形铝合金牌号及标记方法
第一位：数字如表所示 第二位：数字（或字符）表示原始纯铝或铝合金的改型情况 第三、四位：表示同一组中的铝合金序号；纯铝则表示铝的 纯度，小数点后面的两位数字
• 工业纯钛在不同温度下的力学性能
温度/℃ b/MPa s/MPa
/%
20
520
400
24
-196
990
750
44
-253
1280
900
29
-269
1210
870
35
ψ/% 59 68 64 58
• 纯钛的应用 耐腐蚀件：化工、滨海发电、舰船、电镀热交换器 生物材料：与骨组织牢固结合 生活用品：如高尔夫球杆、网球拍，在珠宝行业
应用： 形状复杂的中等负荷零件， 如压缩机叶片，飞机桨叶片
常用变形铝合金牌号、性能及应用
（续表）
四、铸造铝合金（分类与牌号表示）
• 分类、代号：
铸造Al–Si合金，代号ZL1××，如ZL102 铸造Al–Cu合金，代号ZL2××，如ZL201 铸造Al–Mg合金，代号ZL3××，如ZL303 铸造Al–Zn合金，代号ZL4××，如ZL401
和α固溶体组织。固溶处理后的铝合金强度、硬度并不高
粉末冶金行业相关材料
粉末冶金行业相关材料
粉末冶金是指先将金属或者非金属的原料粉末化，再进行成型、烧结、热处理等加工过程的一种先进的材料制备工艺，它作为一种针对性很强的材料制备技术，被广泛地应用在航空、航天、汽车、电子、机械等领域，尤其是在新材料的开发与制造中，其应用前景非常广阔。
而在粉末冶金行业中，相关材料的种类也是多种多样，下面我们就来详细了解一下。
1. 金属粉末：金属粉末是粉末冶金行业中最基础的材料。
金属粉末是指将金属铸块、金属管材等物体进行粉碎或溅射而形成的颗粒状物质，它具有高密度、高纯度、化学性稳定、热稳定等特点。
目前市场上常用的金属粉末有铝、镁、铜、铁、钛、锌、锡等等。
2. 陶瓷粉末：陶瓷粉末也是粉末冶金行业中使用较为广
泛的一种材料。
陶瓷粉末是由氧化物、碳酸盐或者其他未完全熔化的原材料制备而成，具有多孔、高半导体和耐高温等性质，广泛应用于制造陶瓷器具、电子陶瓷、陶瓷刀具等领域。
3. 碳素材料：碳素材料是由高纯度的碳粉制备而成的材料，主要包括石墨、碳纤维、碳纳米管等各种形态。
碳素材料具有高强度、高温稳定、电导率高等特点，在航空航天、轻工等领域有非常广泛的应用。
4. 功能材料：功能材料是指在粉末冶金行业中经过特殊
加工，赋予特殊的功能的材料。
常见的功能材料有高强度耐高
温合金、复合材料、超硬材料等，这些材料在军品、工业、医疗、通信等领域都有广泛的应用。
总的来说，随着科技的不断进步，粉末冶金行业在未来将会成为更加重要的产业之一。
而在这个行业中，各种材料的应用将会更加广泛，也会激发出更多的科技创新和发展潜力。
粉末冶金(材料)
粉末冶金粉末冶金简介粉末冶金是冶金和材料科学的一个分支，是以制造金属粉末和以金属粉末（包括混入少量非金属粉末）为原料，用成形——烧结法制造材料与制品的行业。
粉末冶金行业是机械工业中重要的基础零部件制造业。
粉末冶金制品按金属粉基和用途的不同，大致可分为粉末冶金机械零件、摩擦材料、磁性材料、硬质合金材料等，其中粉末冶金机械零件的应用领域广、需求量大、技术含量高，是粉末冶金行业中的主导产品。
随着现代粉末冶金制造技术的发展，粉末冶金制品作为可替代常规的金属铸、锻、切削加工和结构复杂难以切削加工的机械零件，其配套应用领域不断拓宽。
从普通机械制造到精密仪器，从五金工具到大型机械，从电子工业到电机制造，从民用工业到军事工业，从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。
在民用工业领域，粉末冶金制品已成为汽车、摩托车、家电、电动工具、农业机械、办公用具等行业不可或缺的配套基础零部件。
粉末冶金材料的主要类型1、硬质合金硬质合金是以一种或几种难熔碳化物的粉末为主要成分，加入起粘结作用的钴粉末，用粉末冶金法制得的材料。
常用硬质合金按成分和性能特点分为：钨钴类、钨钴钛类、钨钛钽（铌）类。
（1）硬质合金的性能硬度高，常温下硬度可达69-81HRC。
热硬性高，可达900-1000℃。
耐磨性好，其切削速度比高速工具钢高4-7倍，刀具寿命高5-80倍，可切削50HRC左右的硬质材料。
抗压强度高，但抗弯强度低，韧性差。
耐腐蚀性和抗氧化性良好。
线膨胀系数小，但导热性差。
硬质合金材料不能用一般的切削方法加工，只能采用电加工（如电火花、线切割、电解磨削等）或砂轮磨削。
因此，一般是将硬质合金制品钎焊、粘结或机械夹固在刀体或模具上使用。
（2）切削加工用硬质合金的分类和分组代号根据GB2075-87规定，切削加工用硬质合金按其切屑排除形式和加工对象范围不同分为P、M、K三个类别，根据被加工材质及适应的加工条件不同，将各类硬质合金按用途进行分组，其代号由在主要类别代号后面加一组数字组成，如P01、M10、K20等。
工程材料知识点总结
工程材料复习总结第一部分项目一：工程材料1．金属材料一般是指具有金属特性的物质。
2．金属材料通常分为钢铁材料、非铁金属材料、粉末冶金材料。
3．钢铁材料是指以铁、碳为主要元素组成的铁碳合金，分为工业用钢、工程铸铁。
4．非合金钢（碳素钢），通常分为碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、铸钢。
5．工业用钢是指碳的质量分数在%11.2以下并含有其他元素的铁碳合金；工程铸铁是指碳的质量分数在%.2以上并含有其他元素的铁碳合金。
116．钢材生产过程：轧制→锻造→拉拔→挤压7．钢材分类：板材、型材和管材。
项目二：工程材料性能1．力学性能：材料在力的作用下表现出来的特性。
2．力学指标：强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度。
实验：拉伸试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验。
3．变形：材料受到外力作用时，机器零件和部件在宏观上将表现出形状和尺寸的变化。
4.⎩⎨⎧变形外力之后被保留下来的产生不能自行恢复卸除外力继续加大，材料将塑性变形，变形随之消失外力不大时，去除外力弹性变形变形5. 荷载（负荷、负载）：材料所受的力。
⎪⎩⎪⎨⎧化向随时间发生周期性变大小、方向或大小和方变动载荷突然增加的载荷冲击载荷载荷大小不变或变动很慢的静载荷分类6．强度：材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
7．变形的五种基本形式：拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲。
8．力—伸长曲线()1Oe 弹性变形阶段：发生弹性变形()2eeL 微量塑性变形阶段：弹性变形（大部分）+塑性变形（小部分）()3'eLeL 屈服阶段：屈服现象（水平线段或锯齿形线段）()4M eL '均匀变形阶段：材料发生大量塑性变形()5mz 缩颈阶段：缩颈现象，在z 点发生断裂图2-1 力—伸长曲线9．强度指标强度指标是判定材料强度大小的量化数据，通常用应力表示。
应力是指试验过程中的力除以试样原始横截面积的商，即试样单位横截面积上所受到的力，用符号R 表示，单位为MPa （兆帕）。
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。
粉末冶金成形及非金属成形
化工容器、管道、法兰接头、汽车零件、仪表罩壳
酚醛（PF） 强度和刚性好，耐磨性良好，易于成形
仪表外壳、灯头、插座
尼龙（PA） 韧性好，耐磨、耐油、吸水性大，影响尺寸稳定性
轴承、密封圈、轴瓦、石墨填充轴承
聚甲醛（POM）
耐磨、耐疲劳，抗冲击，摩擦系数低，吸水率小，但成形收缩率较大 大型轴承、齿轮、蜗轮、轴套。阀杆、螺母等。
浮动模压制：浮动模压制
压坯密度较均匀，适于压制 高度或厚度较大的制品。
2．粉末轧制 将粉末引入一对旋转轧辊之间使其压实成连续带坯
的方法。 适用于生产多孔材料、摩擦材料、复合材料和硬质合
金等的板材及带材。
3．挤压成形 将置于挤压筒内的粉末、压
坯或烧结体通过模孔压出的成 形方法
设备简单、生产率高，可以 获得沿长度方向密度均匀的制 品。 用于生产截面较简单的条、棒 和螺旋形条、棒（如麻花钻）
特点
第5章 粉末冶金成形
粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等 工艺将金属粉末（或与非金属粉末）的混合物制 成制品的加工方法
既可以制取用普通熔炼方法难以制取的特殊 材料，又可以制造各种精密的机械零件 省工省料
模具和金属粉末成本较高
批量小时或制品尺寸过大时不宜采用
普通粉末冶金制品的密度较低且很不均匀，强 度比相应的铸件或锻件约低20%～30%；一般只适 用于中、小型制品的成批、大量生产。
具有特殊性能的制品如硬质合金、金属陶瓷等
3．影响粉末制品烧结质量的因素 粉末制品的烧结质量取决于烧结温度、烧结时间
和烧结气氛等因素。 (1) 烧结温度和时间： 烧结温度过高或或过低， 时间过长或过短，都会使产品性能下降
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制备技术已经应用在金属材料、有色金属材料和合金以及非金属材料 You can answer the question for a1word1.金属粉末：包括钢材粉末，铝材粉末，铜材粉末，硅钢粉末，钨钢粉末，铌钢粉末，镍基合金粉末等金属材料，用于重力冶金，无损冶金成形，热喷涂，激光熔覆等工艺。
2.有色金属粉末：以金、银、铂族金属和稀土为主的有色金属粉末，可用于珠宝行业，电子制造等行业，例如：铂粒子粉末，金粒子粉末，银粒子粉末，稀土元素粉末等。
3.合金粉末：主要由钢、铝、铜、钛等不同金属元素构成的合金粉末，用于耐热合金的热喷涂、焊接材料的制备及航空航天、汽车等用途，如：钛基合金粉末，铝基合金粉末，高温合金粉末等。
4.非金属粉末：如氧化铝，氧化铬，硅酸盐，氮化硅，金刚石，碳纤维等，用于无损冶金，纳米加工，锻炼成形，高温耐火，特种表面处理等领域。
1.电子行业：电子行业中经常使用的材料包括铁氧体材料，热稳定性陶瓷材料，介质材料，接触材料等，其中有色金属粉末可以用于涂覆层的制造，耐电强度较高，耐磨性能也很好，所以经常常用于电子设备的制造。
2.汽车行业：粉末冶金技术可以用于汽车零部件，不锈钢汽车零部件，表面光洁度高，硬度高，耐腐蚀性能好，所以可以大大减少汽车零部件的磨损和损坏，大大延长服役寿命。
3.航空航天行业：粉末冶金材料可用于燃气喷头的精加工，采用粉末冶金技术可以有效降低重量，减少空气阻力，提升机体性能。
此外，还可以制备耐高温，耐压，耐冲击和耐腐蚀的合金部件，降低飞行风险。
4.纳米技术：粉末冶金技术可用于纳米加工，制备纳米晶体材料，例如金属纳米结构，金属氧化物纳米晶体材料，有机无机杂化材料等，具有催化，化学传感，生物传感等多种性能，用于医药研究和生物传感器的开发。
粉末冶金基本知识重要
装球量：球磨筒内磨球的数量。
球料比：磨球与磨料的质量比电流效率：一定电量电解出的产物的实际质量与通过同样电量理论上应电解出的产物质量之比，用公式表示为ηi=M/（qIt)×100%粒度分布：指不同粒径的的颗粒在粉末总质量中所占的百分数，可以用某种统计分布曲线或统计分布函数描述。
松装密度：粉末在规定条件下自然填充容器时，单位体积内粉末的质量，单位为g/cm3。
振实密度：在规定条件下，粉末受敲打或振动填充规定容器时单位体积的粉末质量。
单颗粒：晶粒或多晶粒聚集，粉末中能分开并独立存在的最小实体。
一次颗粒：最先形成的不可以独立存在的颗粒，它只有聚集成二次颗粒时才能独立存在。
二次颗粒：由两个以上的一次颗粒结合而又不易分离的能独立存在的聚集颗粒称为二次颗粒。
压缩性: 粉末被压紧的能力成形性: 粉末压制后，压坯保持既定形状的能力净压力：单元系烧结：纯金属、固定化学成分的化合物和均匀固溶体的粉末烧结体系，是一种简单形式的固相烧结。
多元系固相烧结：由两种以上组元（元素、化合物、合金、固溶体）在固相线以下烧结的过程。
气氛的碳势：某一含碳量的材料在某种气氛烧结时既不渗碳也不脱碳，以材料中碳含量表示气氛中的碳势。
活化烧结：系指能降低烧结活化能，是体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行，烧结体性能得以提高的烧结方法。
氢损值：金属粉末的试样在纯氢气中煅烧足够长时间，粉末中的氧被还原成了水蒸气，某些元素与氢气生成挥发性的化合物，与挥发性金属一同排除，测的试样粉末的相对质量损失，称为氢损。
液相烧结：烧结温度高于烧结体系低熔组分的熔点或共晶温度的多元系烧结过程，即烧结过程中出现液相的粉末烧结过程统称为液相烧结。
机械合金化是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。
热等静压：把粉末压坯或把装入特制容器内的粉末体在等静高压容器内同时施以高温和高压，使粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程冷等静压：室温下，利用高压流体静压力直接作用在弹性模套内的粉末体的压制方法1、粉末制备的方法有哪些，各自的特点是什么？1 物理化学法1还原法：碳还原法（铁粉）气体（氢和一氧化碳）还原法（W,Mo,Fe,Ni,Cu,Co及其合金粉末）金属热还原法（Ta,Nb,Ti,Zr,Th,U）→SHS自蔓延高温合成。
粉末冶金知识
• ②J炉：主要烧结Fe系产品，烧结温度一般为1120°，烧结时间， 从产品入炉到烧结结束大概3.5-4H之间；
• ③T炉：又称高温炉，主要烧结不锈钢产品及一些高性能的Fe基 产品，烧结温度一般为1250°，烧结时间，从产品入炉到烧结结 束大概10H左右。
• 硬化层深度：自表面到平均显微硬度降到550MHV0.1地方 的距离。粉末冶金件由于显微孔隙的存在，有利渗碳气氛 的流入，导致硬化层较一般钢件深（扬保一般在0.8MM以 上）
• 另粉末冶金件的显微结构通常不如传统钢件那样均匀，因此 在淬火表面以下任何给定距离，烧结钢件的显微硬度值比传 统钢要分散的多。有时测试锥打在马氏体基体中分散的铁素
2.3 选用方法
• 2.21对于支架，连杆，轴承板，偏心轮以 及配重块等，一般选用SMF40系列（对 应MPIF FC系列）。
• 优点：成形性好，价格低，烧结硬度低 整形容易
• 缺点：一般变化率大，非整形的产品尺 寸相对不易控制
• 2.22对于轴套，隔套等定位零件，SMF40和SMF50系列 （对应MPIF FC和FN系列）均可，视其功能及工作要 求选用
• 3.1.7.3：烧结过程需用到的设备有：烧结炉；网盘。
• 3.1.7.4： 烧结过程需监控的项目有：径向尺寸；硬度等。
烧结炉
烧结网盘
成形生胚
烧结产品入炉
烧结入炉
烧结品出炉
烧结品装箱
3.1. 8：精整
• 精整：可得到高尺寸精度，可补尝烧结中出现的挠曲或其 他尺寸缺陷。一般密度可提高0-5%。
2 粉末特性
1）冶金性能：化学成分与杂质，显微结构，显微硬度；
非铁金属材料汇总
1.1 工业纯铝
2. 纯铝的牌号及应用
☻工业纯铝 纯度为98.0%~99.0% ,字母“L”表示，数字越大，纯度越低, 如：L1、
L2、L3……. 。 用途：L1、L2、L3：用于高导电体、电缆、导电机件和防腐机械。 L4、L5、L6：用于器皿、管材、棒材、型材和铆钉等。 L7：用于日用品。
☻工业高纯铝 纯度为99.90％～≥99.99％的铝 。 用途：用作电解电容器用的阳极箔、电容器引线、集成电路导线、
真空蒸发材料、超导体的稳定导体、磁盘合金和高断裂韧性铝合金的 基体金属。
1.铝合金分为变 形铝合金和铸造铝 合金两大类。 变形铝合金又分为 可热处理强化和不 可热处理强化两类.
铝合金分类示意 图
图1-2 晶格参数
三、常用铝合金牌号、性能及用途
1、变形铝合金 ⑴ 变形铝及铝合金牌号表示方法 根据国标规定 ，变形铝及铝合金可直接引用国际四位数字 体系牌号或采用国标规定的四位字符牌号。
5 粉末冶金材料 5.1 粉末冶金材料的生产 5.2 常用的粉末冶金材料
1 铝及铝合金
1.1 工业纯铝
1. 纯铝的主要特性 ☻铝的熔点为660.4℃ ,密度低,铝的导电性和导热性好 ;铝 的化学活泼性极高 ;铝的无磁性 ;在淡水、食物中也具有 很好的耐蚀性. ☻纯铝的强度低，σb仅为70Mpa，可进行冷热压力加工, 可通过冷加工强化或加入合金元素及其热处理强化. ☻纯铝中的主要杂质是Fe和Si，其次尚有Cu、Zn、Mn、 Ni、Ti等 .
二、工业纯铜的牌号及应用 工业纯铜 ：用“T”作为铜的汉语拼音字头，数字表示 顺序号。数字越大，纯度越低。 无氧铜：用 “T”和“W”加上序号表示，如TW1、 TW2。 在TW后加脱氧剂化学元素符号表示，如TWP、TWMn。
上千种粉末冶金材料化学成分
上千种粉末冶金材料化学成分1. 简介粉末冶金是一种通过将金属或非金属材料粉末进行成型和烧结等工艺加工，制备高性能材料的方法。
粉末冶金材料具有优异的物理、化学和机械性能，广泛应用于汽车、航空航天、电子、机械制造等领域。
本文将介绍上千种粉末冶金材料的化学成分及其特点。
2. 金属粉末冶金材料2.1 铝合金粉末铝合金粉末是一种常见的金属粉末冶金材料，主要成分为铝及其合金元素。
常见的铝合金粉末包括铝硅合金粉末、铝镁合金粉末、铝锰合金粉末等。
这些材料具有低密度、高强度、良好的耐腐蚀性和导热性能，广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
2.2 钛合金粉末钛合金粉末是一种轻质高强度的金属粉末冶金材料，主要成分为钛及其合金元素。
常见的钛合金粉末包括纯钛粉末、钛铝合金粉末、钛钼合金粉末等。
这些材料具有良好的耐腐蚀性、高温强度和生物相容性，在航空航天、医疗器械等领域有广泛应用。
2.3 不锈钢粉末不锈钢粉末是一种耐腐蚀的金属粉末冶金材料，主要成分为铁、铬、镍等元素。
不锈钢粉末具有良好的耐腐蚀性、强度和韧性，广泛应用于制造耐腐蚀设备、管道、压力容器等领域。
2.4 铜粉末铜粉末是一种导电性能良好的金属粉末冶金材料，主要成分为铜。
铜粉末具有良好的导电性、导热性和可塑性，广泛应用于电子器件、电线电缆、印刷电路板等领域。
2.5 铁粉末铁粉末是一种常见的金属粉末冶金材料，主要成分为铁。
铁粉末具有良好的磁性能、导电性和韧性，广泛应用于电机、变压器、传感器等领域。
3. 非金属粉末冶金材料3.1 陶瓷粉末陶瓷粉末是一种常见的非金属粉末冶金材料，主要成分为氧化物、碳化物、氮化物等。
常见的陶瓷粉末包括氧化铝粉末、氧化锆粉末、碳化硅粉末等。
这些材料具有高硬度、耐磨性和耐高温性能，广泛应用于陶瓷制品、磨料、耐火材料等领域。
3.2 碳纤维粉末碳纤维粉末是一种高强度、高模量的非金属粉末冶金材料，主要成分为碳。
碳纤维粉末具有轻质、高强度、耐腐蚀性和导电性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
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第五章非铁金属材料与粉末冶金材料非铁金属材料是指除钢铁材料以外的其它金属及合金的总称(俗称有色金属)。
非铁金属材料种类繁多，应用较广的是 Al 、Cu 、Ti 及其合金以及滑动轴承合金。
§ 5-1铝及铝合金一、 工业纯铝(阅读，回答问题)1 •铝合金为什么不能进行热处理强化？可通过什么手段提高其强度？2 .为什么纯铝在大气中有良好的耐蚀性？ 3.纯铝有哪些优点和缺点？主要应用？ 二、 铝合金铝合金是向铝中加人适量的Si 、Cu 、Mg 、Mn 等合金元素，进行固溶强化和第二相强化而得到的。
合金化可提高纯铝的强度并保持纯铝的特性。
一些铝合金还可经冷变形强化或热处理，进一步 提高强度。
1.铝合金的分类二元铝合金一般形成固态下局部互溶的共晶相图，如图 5-1所示。
根据铝合金的成分和工艺特点可把铝合 I金分为变形铝合金和铸造铝合金。
(1)变形铝合金由图5-1可知，凡成分亍-在D'点以左的合金(加热时能形成单相固溶体 组织，具有良好的塑性，适于压力加工)，均 称变形铝合金。
变形铝合金又可分为两类： •不能热处理强化的铝合金 成分在F 点以左的合金；•能热处理强化的铝合金 成分在F 点与 D'点之间的铝合金。
(2)铸造铝合金成分在D'点以右 的铝合金，具有共晶组织，塑性较差，但熔点 低，流动性好，适于铸造，故称铸造铝合金。
上述分类并不是绝对的。
2、铝合金的时效强化 (1)概念1） 固溶处理 将铝合金加热到 a 单相区某一温度，经保温，使第二相溶入a 中，形成均匀的pai图5-1二元铝合金相图可特it®僅不可IMt理强化的 合金单相a固溶体，随后迅速水冷，使第二相来不及从a固溶体中析出，在室温下得到过饱和的a固溶体，这种处理方法称为固溶热处理或固溶（俗称淬火）。
2）固溶处理的性能特点①硬度、强度无明显升高，而塑性、韧性得到改善；②组织不稳定，有向稳定组织状态过渡的倾向。
3）时效强化固溶处理后的铝合金，随时间延长或温度升高而发生硬化的现象，称为时效（即时效强化）。
4）合金时效强化的前提条件合金在高温能形成均匀的固溶体，同时在冷却中，固溶体溶解度随之下降，并能析出强化相粒子。
5）合金时效各阶段的性能特点①孕育期即在自然时效初始阶段，铝合金的强度不高，塑性好，此时可进行各种冷变形加工（如铆接、弯曲等）。
②超过孕育期后，强度、硬度迅速增高。
如图5-2 所示。
（2）时效规律铝合金时效强化效果与加热温度有关，如图5-3所示：①时效温度越高，强度峰值越低，强化效果越小。
②时效温度越高，时效速度越快，强度峰值出现所需时间越短；温度过高或时间过长，合金反而变软，这种现象称为“过时效”。
③低温使固溶处理获得的过饱和固溶体保持相对的稳定性，抑制时效的进行。
（生产中有实用意义）（3）回归处理将已时效强化的铝合金重新加热，经短时保温后在水中急冷，使合金恢复到固溶后的状态的处理方法。
（之后还可时效）一切能时效强化的合金都有回归现象。
（4）退火的目的铸造铝合金—是消除内应力及成分偏析，稳定组织。
变形铝合金—是消除变形加工中出现的加工硬化现象，改善其加工工艺性。
3．变形铝合金（1 ）变形铝合金的分类、代号与牌号变形铝合金根据其性能特点和用途可分为防锈铝合金（LF ）、硬铝合金（LY ）、超硬铝合金（LC ）及锻铝合金（LD ），其代号后的数字为顺序号。
如LF5、LY12、LC4、LD5等。
牌号（见P143）（2）常用的变形铝合金（见P i44表5-2）① 不能热处理强化的铝合金② 能热处理强化的铝合金4．铸造铝合金铸造铝合金铸造性能良好，可获得各种近乎最终使用形状和尺寸的毛坯铸件，但塑性较低，不能承受压力加工。
（1）铸造铝合金的分类、代号及牌号按主加合金元素的不同，铸造铝合金可分为A1-Si 系、A1-Cu 系、A1-Mg 系、A1-Zn 系。
代号由“ ZL+三位阿拉伯数字”组成。
“ ZL”是“铸铝”二字汉语拼音字首，其后第一位数字表示合金系列，如1、2、3、4 分别表示铝硅、铝铜、铝镁、铝锌系列合金；第二、三位数字表示顺序号。
例如：ZL102表示铝硅系02号铸造铝合金。
若为优质合金在代号后加“ A ”，压铸合金在牌号前面冠以字母“ YZ”。
牌号是由“ Z+基体金属的化学元素符号+合金元素符号+数字”组成。
其中，“ Z”是“铸” 字汉语拼音字首，合金元素符号后的数字是以名义百分数表示的该元素的质量分数。
例如：ZA1Si12表示W si~ 12%的铸造铝合金。
（2）常用的铸造铝合金（见表5-3）（仅简介）铝硅合金（A1-Si 系）这类合金密度小，有优良的铸造性能（如流动性好，收缩及热裂倾向小），一定的强度和良好的耐蚀性，但塑性较差。
在生产中对它采用变质处理，可显著改善其塑性和强度。
ZAlSi12 （ZL102 ）是一种典型的铝硅合金，属于共晶成分，通常称为简单硅铝明。
铸造后（组织是硅溶于铝中形成的a固溶体和硅晶体组成的共晶体一a+Si，且硅本身脆性，又呈粗大针状分布在组织中。
）合金力学性能很低，需采用变质处理（变质处理后，合金为亚共晶组织，硅晶体变为细小粒状，均布在铝基体上，并生成塑性好的初晶a固溶体。
），提高合金的力学性能（强度和塑性都有所提高）。
ZL102 的致密性较差，且不能热处理强化。
§ 5-2 铜及铜合金铜在自然界中既可以以矿石的形式存在，又可以以纯金属的形式存在，是我国历史上使用较早、用途较广的一种非铁金属材料。
一、工业纯铜（阅读，回答）1 ．铝合金为什么不能进行热处理强化？可通过什么手段提高其强度？2．什么杂质使铜出现“热脆” ？什么杂质使铜出现“冷脆”？3．纯铜有哪些优点和缺点？主要应用？二、铜合金工业纯铜的强度低，尽管通过冷变形强化可使其强度提高，但塑性却急剧下降，因此不适合作结构材料。
工业上，常对纯铜作合金化处理，加入一些如Zn、A1、Sn、Mn 、Ni 等合金元素，获得强度和韧性都满足要求的铜合金。
1．铜合金的分类按化学成分不同，铜合金分为黄铜、白铜和青铜；按生产方式不同，铜合金分为加工铜合金和铸造铜合金。
黄铜是以Zn 为主加元素的铜合金，白铜是Cu、Ni 合金，青铜是除黄铜和白铜以外的所有铜合金。
工业上应用较多的是黄铜和青铜。
2．黄铜（1）普通黄铜（铜锌二元合金）① Zn 的质量分数的影响② 普通黄铜的代号及牌号•普通黄铜中的加工黄铜，其代号由“H+数字”组成。
其中“ H ”是“黄”字汉语拼音字首，数字是以名义百分数表示的Cu 的质量分数。
•普通黄铜中的铸造黄铜，其牌号表示方法有两种。
（2）特殊黄铜特殊黄铜是在铜锌的基础上加入Pb、A1、Sn、Mn、Si 等元素后形成的铜合金，并相应称之为铅黄铜、铝黄铜、锡黄铜等。
它们具有比普通黄铜更高的强度、硬度、耐蚀性和良好的铸造性能。
①合金元素的影响Pb 可改善切削加工性和耐磨性；Si 可改善铸造性能，也有利于提高强度和耐蚀性；A1 可提高强度、硬度和耐蚀性；Sn、Al 、Si、Mn 可以提高耐蚀性，减少应力腐蚀破裂的倾向。
若特殊黄铜中加入的合金元素较少，塑性较高，则称为加工特殊黄铜；加入的合金元素较多，强度和铸造性能好，则称为铸造特殊黄铜。
②特殊黄铜的代号及牌号•加工特殊黄铜代号由“ H+主添加合金元素符号（Zn除外）+数字-数字” 组成。
•铸造特殊黄铜的牌号表示方法有两种，（3）黄铜的热处理① 去应力退火目的是消除应力，防止黄铜零部件发生应力腐蚀破裂及切削加工后的变形。
既适用于加工黄铜，也适用于铸造黄铜。
② 再结晶退火目的是消除加工黄铜的加工硬化现象。
（4）黄铜的用途（见表5-4、见表5-5 ）3．青铜除黄铜和白铜（铜- 镍合金）以外的其它铜合金称为青铜，其中含锡元素的称为普通青铜（锡青铜），不含锡元素的称为特殊青铜（也叫无锡青铜）。
按生产方式，还可分为加工青铜和铸造青铜。
（1）青铜的代号、牌号及用途•加工青铜的代号由“Q +第一个主加元素符号+数字-数字” 组成。
其中“ Q”是“青”字汉语拼音字首，第一组数字是以名义百分数表示的第一个主加元素的质量分数，第二组数字是以名义百分数表示的其它合金元素的质量分数。
例如：QSn4-3表示平均W s仟4%、W z仟3%,其余为Cu的加工锡青铜。
•铸造青铜的牌号表示方法有两种。
旧牌号表示法与加工锡青铜相似，只是在其代号前加“Z” ,如ZQSn10-1 ;新牌号表示法是由“ Z+Cu+合金元素符号+数字” 组成。
其中“ Z”是“铸”字汉语拼音字首,合金元素符号后的数字是以名义百分数表示的该元素的质量分数。
例如：zQSn10-1 还可以写成ZCuSn10Zn1，表示平均W sn~ 10%、W zn~ 1%，其余为Cu的铸造锡青铜。
（2）普通青铜（锡青铜）①Sn 的质量分数的影响Sn在Cu中可形成固溶体，也可形成金属化合物。
Sn的质量分数对青铜的组织和性能的影响如图5-5 所示。
②锡青铜的性能及用途锡青铜在大气、海水、淡水以及蒸汽中的耐蚀性比纯铜和黄铜好,但在盐酸、硫酸和氨水中的耐蚀性较差；具有良好的减摩性，无磁性、无冷脆现象；锡青铜中加入少量Pb,可提高耐磨性和切削加工性能;加入P 可提高弹性极限、疲劳强度及耐磨性;加入Zn 可缩小结晶温度范围,改善铸造性能。
加工锡青铜适于制造仪表上要求耐磨、耐蚀的零件及弹性零件、滑动轴承、轴套及抗磁零件等。
铸造锡青铜适宜制造形状复杂,外形尺寸要求严格,致密性要求不高的耐磨、耐蚀件,如轴瓦、轴套、齿轮、蜗轮、蒸汽管等。
（3）特殊青铜（无锡青铜）① 铝青铜以Al 为主要添加元素的铜合金称为铝青铜,应用最广泛。
其耐蚀性、耐磨性高于锡青铜与黄铜,并有较高的耐热性、硬度、韧性和强度。
加工铝青铜主要用来制造各种要求耐蚀的弹性元件及高强度零件。
铸造铝青铜用于制造要求有较高强度和耐磨性的摩擦零件。
② 铍青铜以Be为基本合金元素的铜合金（W Be = 1.7%〜2.5%）。
在淬火状态下塑性好，可进行冷变形和切削加工，制成零件，经人工时效处理后，获得很高的强度和硬度。
铍青铜的弹性极限、疲劳强度都很高，耐磨性和耐蚀性也很优异，具有良好的导电性和导热性，并且抗磁、耐寒、受冲击时不产生火花，但价格较贵。
主要用来制作精密仪器的重要弹性元件、钟表齿轮、高速高压下工作的轴承及衬套以及电焊机电极、防爆工具、航海罗盘等重要机件。