1、名詞解釋臨界轉速 機械研磨時，使球磨筒內小球沿筒壁運動能夠正好經過頂點位置而不發生拋落 時，筒體的轉動速度 比表面積 單位質量或單位體積粉末具有的表面積（一克質量或一定體積的粉末所具有的表面積與其質量或體積的比值稱為比表面積） 二次顆粒 由多個一次顆粒在沒有冶金鍵合而結合成粉末顆粒稱為二次顆粒 離解壓 每種金屬氧化物都有離解的趨勢，而且隨溫度提高，氧離解的趨勢越大，離解后的氧形成氧分壓越大，離解壓即是此氧分壓。 電化當量 這是表述電解過程輸入電量與粉末產出的定量關系，表達為每 96500庫侖應該有一克當量的物質經電解析出 氣相遷移 細小金屬氧化物粉末顆粒由于較大的蒸氣壓，在高溫經揮發進入氣相，

2、被還原后沉降在大顆粒上，導致顆粒長大的過程 真密度 顆粒質量用除去開孔和閉孔的顆粒體積除得的商值。真密度實際上就是粉末的固體密度似密度 又叫有效密度，顆粒質量用包括閉孔在內的顆粒體積去除得的相對密度 粉末或壓坯密度與對應材料理論密度的比值百分數松裝密度 粉末在規定條件下自然填充容器時，單位體積內的粉末質量，單位為g/cm3比形狀因子 將粉末顆粒面積因子與體積因子之比稱為比形狀因子 壓坯密度 壓坯質量與壓坯體積的比值 相對體積 粉末體的相對密度（d=/理）的倒數稱為相對體積，用1/d表示粒度分布 將粉末樣品分成若干粒徑，并以這些粒徑的粉末質量（顆粒數量、粉末體積）占粉末樣品總質量（總顆粒數量、總

3、粉末體積）的百分數對粒徑作圖，即為粒度分布；（一定體積或一定重量（一定數量）粉末中各種粒徑粉末體積（重量、數量）占粉末總量的百分數的表達稱為粒度分布）粉末加工硬化 金屬粉末在研磨過程中由于晶格畸變和位錯密度增加，導致粉末硬度增加，變形困難的現象稱為加工硬化 霧化法 利用高速氣流或高速液流將金屬流(其它物質流)擊碎制造粉末的方法二流霧化 由霧化介質流體與金屬液流構成的霧化體系稱為二流霧化 快速冷凝 將金屬或合金的熔液快速冷卻（冷卻速度105/s），保持高溫相、獲得性能奇異性能的粉末和合金（如非晶、準晶、微晶）的技術，是傳統霧化技術的重要發展假合金 兩種或兩種以上金屬元素因不是根據相圖規律、不經形

4、成固溶體或化合物而構成的合金體系，假合金實際是混合物保護氣氛 為防止粉末或壓坯在高溫處理過程發生氧化而向體系加入還原性氣體或真空條件稱為保護氣氛 壓制性 粉末壓縮性與成形性的總稱成形性 粉末在經模壓之后保持形狀的能力，一般用壓坯強度表示 壓縮性 粉末在模具中被壓縮的能力稱為壓縮性，一般用壓坯密度表示粉末粒度 一定質量（一定體積）或一定數量的粉末的平均顆粒尺寸成為粉末粒度 粉末流動性 50 克粉末流經標準漏斗所需要的時間稱為粉末流動性。 臨界轉速 機械研磨時，使球磨筒內小球沿筒壁運動能夠正好經過頂點位置而不發生拋落時，筒體的轉動速度； 孔隙度 粉體或壓坯中孔隙體積與粉體表觀體積或壓坯體積之比；

5、標準篩 用篩分析法測量粉末粒度時采用的一套按一定模數（根號 2 ）制備的金屬網篩 彈性后效 粉末經模壓推出模腔后，由于壓坯內應力馳豫，壓坯尺寸增大的現象稱作 單軸壓制 在模壓時，包括單向壓制和雙向壓制，壓力存在壓制各向異性 密度等高線粉末壓坯中具有相同密度的空間連線稱為等高線，等高線將壓坯分成具有不同密度的區域 混合 混合系指將不同成分的粉末混合均勻的過程合批 具有相同化學成分，不同批次生產過程得到的粉末的混合工序稱為合批 霧化介質 霧化制粉時，用來沖擊破碎金屬流柱的高壓液體或高壓氣體稱為霧化介質活化能 發生物理或化學反應時，形成中間絡合物所需要的能量稱為活化能 平衡常數 在某一溫度、某一壓力

6、下，反應達到平衡時，生成物氣體分壓與反應物氣體分 壓之比稱為平衡常數 電化當量 克當量與法拉第常數之比稱為電化當量（這是表述點解過程輸入電量與粉末產出的定量關系，表達為每96500庫侖應該有一克當量的物質經電解析出） 閉孔隙 粉末顆粒中由質體包圍、且不同外界連通的孔隙比形狀因子 粉末顆粒面積形狀因子與體積形狀因子之比稱為比形狀因子氣相遷移 細小金屬氧化物粉末顆粒由于較大的蒸氣壓，在高溫經揮發進入氣相，被還原后沉降在大顆粒上，導致顆粒長大的過程溶解析出 物質通過固溶性質，固相物質經由固溶進入液相，形成飽和固溶體后繼而析出，進行物質遷移的過程露點 在標準大氣壓下，氣氛中水蒸汽開始凝結的溫度，是其中

7、水蒸汽與氫分壓比的量度燒結 燒結是指粉末或壓坯在低于主要組分熔點的溫度下借助于原子遷移實現顆粒間聯結的過程。燒結驅動力 燒結過程中驅使原子定向遷移的因素熱等靜壓 把粉末壓坯或把裝入特制容器內的粉末體在等靜高壓容器內同時施以高溫和高壓，使粉末體被壓制和燒結成致密的零件或材料的過程冷等靜壓 室溫下，利用高壓流體靜壓力直接作用在彈性模套內的粉末體的壓制方法團粒 由單顆粒或二次顆粒依靠范德華力粘結而成的聚集顆粒活化燒結 系指能降低燒結活化能，使體系的燒結在較低的溫度下以較快的速度進行、燒結體性能得以提高的燒結方法。（采用化學或物理的措施，使燒結溫度降低、燒結過程加快，或使燒結體的密度和其它性能得到提高

8、的方法稱為活化燒結）強化燒結 是泛指能夠增加燒結速率，或能夠強化燒結體性能（合金化或抑制晶粒長大）的所有燒結過程還原終點 浮斯體還原成海綿鐵和海綿鐵開始滲碳過程之間的轉折點Ostwald熟化 由溶解-再析出過程造成的晶粒長大現象揮發-沉積 氫中水分子與鎢氧化物反應生成揮發性的水合物，WOX+H2OWOX.nH2O(g)，氣相中的鎢氧化物被氫還原沉積在鎢顆粒上，導致W顆粒長大碳勢 某一含碳量的材料在某種氣氛中燒結時既不滲碳也不脫碳，以材料中的碳含量表示氣氛的碳勢內摩擦 粉末顆粒之間的摩擦 外摩擦力 粉末顆粒與模具（陰模內壁、模沖、芯棒）之間的因相對運動而出現的摩擦制粒 借助于聚合物的粘結作用將若

9、干細小顆粒形成一團粒，減小團粒間的摩擦力，大幅度降低顆粒運動時的摩擦面積，增大運動單元的動力的過程拱橋效應（搭橋）顆粒間由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱橋孔洞的現象脫模壓力 使壓坯從模中脫出所需的壓力，與坯件的彈性模量，殘留應變量即彈性后效及其與模壁之間的摩擦系數直接相關溫壓 系指粉末與模具被加熱到較低溫度（一般為150）下的剛模壓制方法注射成形技術 一種從塑料注射成形行業中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術，將粉末與熱塑性材料均勻混合使成為具有良好流動性能（在一定溫度下）的流態物質，而后把這種流態物在注射成形機上經過一定的溫度和壓力，注入模具內成形擠壓超前現象 在擠壓筒的徑向上，愈靠近模壁受

10、阻力越大，愈接近中心受阻力愈小。結果中心部位的擠壓物料的流動速度比外層擠壓物料的流動速度快，這種現象稱為超前現象表面擴散 球表面層原子向頸部擴散。蒸發-凝聚 表面層原子向空間蒸發，借蒸汽壓差通過氣相向頸部空間擴散，沉積在頸部。體積擴散 借助于空位運動，原子等向頸部遷移。粘性流動 非晶材料，在剪切應力作用下，產生粘性流動，物質向頸部遷移。塑性流動 燒結溫度接近物質熔點，當頸部的拉伸應力大于物質的屈服強度時，發生塑性變形，導致物質向頸部遷移。晶界擴散 晶界為快速擴散通道。原子沿晶界向頸部遷移。位錯管道擴散 位錯為非完整區域，原子易于沿此通道向頸部擴散，導致物質遷移。單元系粉末燒結 純金屬、固定化學

11、成分的化合物和均勻固溶體的粉末燒結體系，是一種簡單形式的固相燒結。（單元系燒結是指純金屬或有固定化學成分的化合物或均勻固熔體在固態下的燒結，過程不出現新的組成物或新相，也不發生凝聚狀態的改變（不出現液相），故也稱為單相燒結）多元系固相燒結 由兩種以上的組元（元素、化合物、合金、固溶體）在固相線以下燒結的過程液相燒結 燒結溫度高于燒結體系低熔組分的熔點或共晶溫度的多元系燒結過程，即燒結過程中出現液相的粉末燒結過程統稱為液相燒結瞬時液相燒結 在燒結中、初期存在液相，后期液相消失。燒結中初期為液相燒結，后期為固相燒結。 穩定液相燒結 燒結過程始終存在液相。 熔浸 多孔骨架的固相燒結和低熔點金屬滲入骨

12、架后的液相燒結過程。前期為固相燒結，后期為液相燒結。全致密假合金如W-Cu等。超固相線液相燒結 液相在粉末顆粒內形成,是一種在微區范圍內較普通液相燒結更為均勻的燒結過程馬欒哥尼效應 溶質濃度的變化導致液體表面張力的不同，產生液相流動的現象潤濕性 液相對固相顆粒的表面潤濕情況，由固、液相的表面張力（比表面能）s 、l以及兩相的界面張力（界面能）sl所決定熱壓 又稱為加熱燒結，是把粉末裝在模腔內，在加壓的同時使粉末加熱到正常燒結溫度或更低一點，經過較短時間燒結成致密而均勻的制品Orowan強化（位錯繞過質點機制） 彌散質點導致基體中位錯線產生一定程度的彎曲，阻礙位錯運動。當位錯線通過彌散質點以后，

13、合金發生屈服機械合金化 借助于機械和物理活化使基體與合金元素間的合金化和彌散粒子分布均勻彌散強化 由于彌散質點的存在而導致材料強化的現象，實質是彌散質點阻礙基體中位錯運動纖維增強 將高強度和高模量的纖維加入到基體中，復合材料強度大幅度提高的現象氫損值 金屬粉末的試樣在純氫氣中煅燒足夠長時間，粉末中的氧被還原成水蒸氣，某些元素與氫生成揮發性的化合物，與揮發性金屬一同排除，測得試樣粉末的相對質量損失，稱為氫損。其值可用下式表示：（AB）/（AC）*100%，其中A-粉末試樣（5g）加燒舟質量，B-氫中煅燒后殘余物加燒舟質量，C-燒舟質量藍鎢 藍鎢是不摻雜鎢粉和摻雜鎢粉生產的原料，經煅燒仲鎢酸銨而制

14、得，是一種無確定成分的化合物，可描述為（NH4）xHyWO3水靜壓力 等靜壓制中的水作用在粉末體中，粉末體受到的各個方向上相等的壓力分析題1 、粉末冶金技術有何重要優缺點，并舉例說明。 答：重要優點： 能夠制備部分其他方法難以制備的材料，如難熔金屬，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬質合金）； 因為粉末冶金在成形過程采用與最終產品形狀非常接近的模具，因此產品加工量少而節省材料； 對于一部分產品，尤其是形狀特異的產品，采用模具生產易于，且工件加工量少，制作成本低,如齒輪產品。 重要缺點： 由于粉末冶金產品中的孔隙難以消除，因此粉末冶金產品力學性能較相同鑄造加工產品偏低； 由于成形過程需要模具和相

15、應壓機，因此大型工件或產品難以制造； 規模效益比較小 （優點：材料利用率高，加工成本較低，節省勞動率，可以獲得具有特殊性能的材料或產品， 缺點：由于產品中孔隙存在，與傳統加工方法相比，材料性能較差 例子：銅 鎢假合金制造，這是用傳統方法不能獲得的材料）2 、分析粉末冶金過程中是哪一個階段提高材料利用率，為什么？試舉例說明。（ 10 分） 解：粉末冶金過程中是由模具壓制成形過程提高材料利用率，因為模具設計接近最終產品 的尺寸，因此壓坯往往與使用產品的尺寸很接近，材料加工量少，利用率高；例如，生產汽車齒輪時，如用機械方法制造，工序長，材料加工量大，而粉末冶金成形過程可利用模具成形粉末獲得接近最終產

16、品的形狀與尺寸，與機械加工方法比較，加工量很小，節省了大量材料。 3 、氣體霧化制粉過程可分解為幾個區域，每個區域的特點是什么？答：氣體霧化制粉過程可分解為金屬液流負壓紊流區，原始液滴形成區，有效霧化區和冷卻凝固區等四個區域。其特點如下： 金屬液流紊流區：金屬液流在霧化氣體的回流作用下，金屬流柱流動受到阻礙，破壞了層流 狀態，產生紊流； 原始液滴形成區：由于下端霧化氣體的沖刷，對紊流金屬液流產生牽張作用，金屬流柱被拉斷，形成帶狀 - 管狀原始液滴； 有效霧化區： 因高速運動霧化氣體攜帶大量動能對形成帶狀 - 管狀原始液滴的沖擊，使之破碎，成為微小金屬液滴； 冷卻區凝固區： 此時，微小液滴離開有

17、效霧化區，冷卻，并由于表面張力作用逐漸球化。 4 、分析為什么要采用藍鎢作為還原制備鎢粉的原料？（ 5 分） 答：采用藍鎢作為原料制備鎢粉的主要優點是 可以獲得粒度細小的一次顆粒，盡管二次顆粒較采用 WO3 作為原料制備的鎢粉二次顆粒要大。 采用藍鎢作為原料，藍鎢二次顆粒大，（一次顆粒小），在 H2 中揮發少，通過氣相遷移長大的機會降低，獲得 WO2 顆粒小；在一段還原獲得 WO2 后，在干氫中高溫進一步還原，顆粒長大不明顯，且產量高。 5、分析粉末粒度、粒度分布、粉末形貌與松裝密度之間的關系。答： 松裝密度是粉末在規定條件下自然填充容器時，單位體積內的粉末質量，它是粉末的一個重要物理性能，也

18、是粉末冶金過程中的重要工藝參數，粉末粒度、粉末形狀及形貌對松裝密度影響顯著： 粉末平均粒度越小，粉末形貌越復雜，粉末顆粒之間以及粉末表面留下空隙越大，松裝密度越小； 粉末平均粒度越小，粉末形貌越復雜，粉末顆粒之間的運動摩擦阻力越大，流動性越差，松裝密度越小。粉末質量（粉末顆粒中孔隙因素）越小、松裝密度越小 在部分教大直徑的粉末中加入少量較小粒徑的粉末，構成一定粒度分布 , 有利于提高松裝密度 6 、熔體粘度，擴散速率，形核速率，以及固相長大速率都與過冷度相關，它們各自對霧化粉末顯微結構的作用如何？ 提示： I = Io D 2 exp(-Q L /kT)exp-W M /(T T 2 ) 答：

19、1 ） 形核率是過冷度的函數，在一定過冷度內（形核控制區內），過冷度越大第二個指數項越大，形核速率增加；形核速率 I 與過冷度 T 之間的關系如下，過冷度與形核速率為負指數關系， I = Io D 2 exp(-Q L /kT)exp-W M /(T T 2 ) 過冷度太大（擴散控制區內），原子排列時間不夠，形核率降低 2 ）將上式變形 I/D 2 = Io exp(-Q L /kT)exp-W M /(T T 2 ) 晶粒直徑與過冷度成正指數關系，增加過冷度，晶粒尺寸越小 3 ）通常地，過冷度越大，原子擴散速度越小，晶粒尺寸越小 4 ）通常地，溫度越高，熔體黏度越小，過冷度大，溶體黏度變化梯

20、度大，表面張力作用時間短，顆粒多呈不規則形狀。 7 、氣體霧化制粉過程中，有哪些因素控制粉末粒度？ 解 : 二流之間的夾角，夾角越大，霧化介質對金屬流柱的沖擊作用越強，得到的粉末越細； 采用液體霧化介質時，由于質量大于氣體霧化介質，攜帶的能量大，得到的粉末越細； 金屬流柱直徑小，獲得粉末粒度小； 金屬溫度越高，金屬熔體黏度小，易于破碎，所得粉末細小； 介質壓力大，沖擊作用強，粉末越細8 、用比表面吸附方法測試粉末粒度的基本原理是什么？ 解 : 粉末由于總表面積大，表面原子力場不平衡，對氣體具有吸附作用，在液氮溫區，物質對氣體的吸附主要為物理性質的吸附（無化學反應），經數學處理，若知道吸附的總的

21、氣體體積，換算成氣體的分子數，在除以一個氣體分子的體積，即獲得粉末的表面積，通常采用一克粉末進行測量，因此我們將一克質量粉末所具有的表面積定義為比表面積，當我們知道了總表面積數值后，可以假設粉末為球形，然后根據球當量直徑與表面積的關系（形狀因子），獲得粉末平均粒徑。為了盡量獲得準確的測量數據，被吸附的氣體通常是惰性氣體。這樣一種由測量一定質量粉末總表面積，然后計算粉末平均粒度的方法，就是通過測試粉末比表面積，計算粉末粒度的基本原理。 9、分別分析單軸壓制和等靜壓制的差別及應力特點，并比較熱壓與熱等靜壓的差別。解：單軸壓制和等靜壓制的差別在于粉體的受力狀態不同，一般單軸壓制在剛模中完成，等靜壓制

22、則在軟模中進行；在單軸壓制時，由于只是在單軸方向施加外力，模壁側壓力小于壓制方向受力，因此應力狀態各向異性， 1 2= 3 導致壓坯中各處密度分布不均勻；等靜壓制時由于應力均勻來自各個方向，且通過水靜壓力進行，各方向壓力大小相等，粉體中各處應力分布均勻， 1= 2= 3 因此壓坯中各處的密度基本一致。10 、分析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長大的因素。 解： 鎢粉由氫氣還原氧化鎢粉的過程制得，還原過程中氧化物自高價向低價轉變，最后還原成鎢粉， WO3WO2 W ；其中還有 WO2 。 90WO2 。 72 等氧化物形式。由于當溫度高于 550 度時，氫氣即可還原 WO3 ，由于當溫度高于 70

23、0 度時，氫氣即可還原 WO2 。因為在這種條件下水分子的氧離解壓小于 WO3 ， WO2 離解壓，水分子相對穩定， WO3 ， WO2 被還原，同時由于溫度的作用，疏松粉末中還原產物容易經擴散排走，還原動力學條件滿足，導致氧化鎢被氫氣還原；由于 WO3 ，和 WO2 在含有水分子的氫氣中具有較大的揮發壓，而且還原溫度越高，揮發壓越大，進入氣相中的氧化鎢被還原后，沉降在以還原的鎢粉顆粒上導致鎢粉顆粒長大。粉末在高溫區停留的時間長也會因原子遷移致使鎢粉顆粒長大。氫氣濕度大，導致 WO3 和 WO2 細顆粒進入氣相，也是導致鎢粉顆粒長大的重要因素。11、碳直接還原氧化鐵制備鐵粉時熱力學條件如圖所示

24、，說明圖中各條曲線的含義，表明各相穩定存在區域并討論氧化亞鐵還原成鐵粉的條件。 解： b 曲線： Fe3O4 被還原成 FeO 的反應平衡曲線； c 曲線： FeO 被還原成 Fe 的反應平衡曲線； d 曲線： Fe3O4 被還原成 Fe 的反應平衡曲線。 與 b 、c 相交的曲線為碳氧化反應的平衡曲線 在do，oc線以上Fe穩定存在；do，ob線以下部分Fe3O4穩定存在，在ob 、oc線之間FeO穩定存在；只有當溫度高于碳的氧化反應平衡曲線與FeO被還原成Fe的反應平衡曲線的焦點溫度時氣相中的CO百分含量（濃度）才能使FeO被還原成Fe；即溫度高于 680 o C，CO的百分含量超過61%

25、。 12、固體碳還原鐵粉時，氣體平衡條件如圖所示，分析圖中各區域的含義，個線段含義和1、2、3、4、5、6點的含義。答：固體碳還原平衡氣相圖有兩部分疊加而成：固體碳氣化反應和氧化鐵還原-氧化平衡反應。固體碳氣化反應在表示固體碳氧化形成CO和CO2的氣相組成隨溫度變化的情況，氧化鐵還原-氧化平衡反應指各種溫度下反應平衡條件、對氣氛組成的要求。圖中的曲線對應的平衡狀態，改變氣體組成，或保持氣體組成。改變溫度，都會破壞平衡條件，結果是或氧化，或還原。13 、什么是假合金，怎樣才能獲得假合金？ 解： 兩種或兩種以上金屬元素因不經形成固溶體或化合物構成合金體系通稱為假合金，是一種混合物； 假合金形成的條

26、件是形成混合物之后兩種物質之間的界面能，小于他們單獨存在時的表面能之和，即 AB 氣霧化鐵粉水霧化鐵粉還原鐵粉25、在制備超細晶粒YG硬質合金中，為什么通過添加鉻和釩的碳化物能夠控制合金中硬質相晶粒的長大？答： 鉻和釩的碳化物在液態鈷相中溶解度大，能降低體系的共晶溫度，并且抑制劑組元偏聚WC/Co界面，抑制WC晶粒的溶解和干擾液態鈷相中的W,C原子在WC晶粒上的析出，從而阻止WC晶粒在燒結過程中的粗化。26、簡述溫壓技術能較大幅度提高鐵基粉末冶金零件密度的機理？答：1） 溫壓過程中，加工硬化的速度與程度降低，塑性變形充分進行，為顆粒重排提高協調性變形；2） 采用新型潤滑劑，降低粉末與模壁間、粉

27、末顆粒間的摩擦，提高有效壓制力，便于顆粒相互填充，有利于顆粒重排；總之，溫壓技術能改善主導致密化機理的塑性變形和顆粒重排，故而能較大幅度提高鐵基粉末冶金零件密度。27、一個具有下圖中的形狀的粉末坯體，若采用整體下模沖結構會帶來什么后果？為什么？如何改正模沖結構的設計？備注：兩臺階均為圓柱形。答：采用整體下模沖結構導致兩臺階圓柱壓坯的密度分布不均勻。密度不同的連接處就會由于應力的重新分布而產生斷裂或分層。壓坯密度的不均勻也將使燒結后的制品因收縮不一急劇變形而出現開裂或歪扭。故為了使具有復雜形狀的橫截面不同的壓坯密度 均勻，必須設計出不同動作的組合模沖，并且應使它們的壓縮比相等。28、比較下列粉末

28、或粉末混合物中的壓坯強度的高低，并分析其原因。 1）-200目電解銅粉，-200目銅粉+5%石墨粉，成形壓力為400Mpa； 2）-80目還原Fe粉，-80目水霧化鐵粉，-80水霧化鐵粉+0.5%石墨粉末，成形壓力500MPA； 3）-200目鉬粉，-200目銅粉，-200目還原鐵粉，成形壓力為300Mpa。答：1）后者的壓坯強度較前者大。因為石墨碳粉的彈性模量比銅高，加入高模量組份的石墨碳粉后，壓制時粉末結合強度大，故壓坯強度高2）還原鐵粉為多孔海綿狀，水霧化鐵粉為不規則形狀3）29、（粉末燒結鋼的晶粒為什么比普通鋼細小？）有一汽車制造商的質檢部配合開發部擬用鐵基粉末冶金零件取代原機加工45

29、#鋼件，對粉末冶金零件供應商按同材質提供的樣件進行金相檢驗。質檢人員發現粉末冶金件中的鐵晶粒與原45#鋼機加工件之間有無差異？為什么？答： 粉末冶金件中的鐵晶粒比原45#鋼機加工件的晶粒細小。 原因：1） 粉末冶金件在燒結過程中，孔隙、夾雜物對晶界遷移的阻礙；a、 孔隙的存在阻止晶界的遷移。粉末顆粒的原始邊界隨著燒結過程的進行一般發展成晶界。而燒結坯中的大量孔隙大都與晶界相連接，會對晶界遷移施加了阻礙作用b、 粉末中的夾雜物也對晶粒長大施加一定的阻礙作用。這些夾雜物包括硅酸鹽和金屬的氧化物。其對晶界遷移的阻礙作用大于孔隙。因為孔隙隨著燒結過程的進行可減弱或消失。而夾雜物一般難以消除（若夾雜物在

30、燒結過程中穩定時）2） 燒結溫度低于鑄造溫度； 因而，粉末燒結材料的晶粒一般較普通鋼細小。30、哪些因素影響粉末顯微硬度？對于還原鐵粉如何降低其顯微硬度？答： 粉末顆粒的顯微硬度主要取決于構成固體物質的原子間的結合力、加工硬化程度和純度。原子間的結合力越低、加工硬化程度越低、粉末純度越高，顯微硬度越低。還原鐵粉顆粒的顯微硬度可采用適當的退火工藝來消除加工硬化、降低其中氧、碳含量，達到降低顆粒顯微硬度的目的。 31、某公司采用還原鐵粉作主要原料制造材質為Fe-2Cu-1C的一零件，粉末中添加了0.7%的硬脂酸鋅做潤滑劑，在噸位為100噸的壓機上成形，在壓制后發現零件的壓坯密度偏低。在不改變裝備的

31、情況下，該公司的技術人員最終解決了壓坯密度偏低的問題。請問其可能采取了什么技術措施？為什么？答： 1）壓制前 ，將還原鐵粉進行還原退火處理。剛生產的還原鐵粉有加工硬化，且氧碳含量相對較高，影響粉末壓縮性。故進行還原退火，消除粉末加工硬化，減少雜質含量，降低氧碳含量，提高粉末總鐵量，有利于提高粉末壓縮性，進而提高壓坯密度。 2）改善粉末流動性，提高模具的光潔度和硬度。32、某金屬粉末公司采用氣體霧化法在制造鋁粉時，發現粉末粒度及其分布符號用戶要求，而松裝密度偏低。請分析其原因。并提出大致的改正技術思路。答： 松裝密度受粉末顆粒的形狀、顆粒的密度及表面狀態（粗糙程度，決定了顆粒之間的摩擦力）、粉末

32、的粒度及其組成及粉末的干濕程度等的影響。現粉末粒度及其分布符號用戶要求而松裝密度偏低，有可能是氣體霧化過程中沒能很好的控制霧化參數，影響了球形鋁粉的形成，進而使松裝密度偏低 改正技術：a、 提高金屬流表面張力、降低金屬流粘度。表面張力大，得球形粉；粘度小得球形粉，表面張力克服粘度作用使粉末球化。b、 增加過熱度及表面張力作用時間。過熱度大，溫度增加，表面張力作用時間長，冷卻時得球形粉33、選擇成形方法時需要考慮的基本問題有哪些？答： 1）幾何尺寸、形狀復雜程度2）性能要求（力學、物理性能及幾何精度、材質體系）3）制造成本（結合批量、效率）。34、液相燒結的三個基本條件是什么？它們對液相燒結致密

33、化的貢獻是如何體現的？答： 三個基本條件：液相必須潤濕固相顆粒、固相在液相中具有有限的溶解度、液相數量1） 液相必須潤濕固相顆粒，這是液相燒結得以進行的前提。液相只有具備完全或部分潤濕的條件，才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間界，促進致密化2） 有限的溶解可改善潤濕性，增加了固相物質遷移通道，加速燒結；并且顆粒表面突出部位的化學位較高產生優先溶解，通過擴散和液相流動在顆粒凹陷處析出，改善固相晶粒的形貌和減小顆粒重排的阻力，促進致密化3） 在一般情況下，液相數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造條件。35、什么是松裝密度？其高低主要取決于哪些因素？答： 松

34、裝密度是指粉末在規定條件下自然填充容器時，單位體積內粉末質量。a、粒度：粒度小，流動性差，松裝密度小b、顆粒形狀：形狀復雜 松裝密度小 粉末形狀影響松裝密度，從大到小排列：球形粉類球形不規則形樹枝形c、表面粗糙，摩擦阻力大，松裝密度小d、粒度分布：細分比率增加，松裝密度減小; 粗粉中加入適量的細粉，松裝密度增大;如球形不銹鋼粉e、粉末經過適當球磨和氧化之后，松裝密度提高f、粉末潮濕，松裝密度提高g顆粒密度：顆粒密度大，自動填充能力強，松裝密度大36、在金屬粉末注射成形過程中，為什么必須采用細粉末作原料？（或用細粉末作原料具有哪些技術上的優越性？）通常采用哪兩種基本的脫脂方法？答：1） 顆粒細小

35、，比表面積大，表面能越高，能提高粉末燒結驅動力；2） 顆粒細化，顆粒間的聯結力提高，提高脫脂后坯體的強度；3） 細顆粒阻力大，融體與粘結劑在流動中不易分離，便于混練與注射。 通常采用熱脫脂和溶劑脫脂。先采用溶劑脫脂在注射坯體中形成開孔隙網絡，為后續熱脫脂的分解產物的排出提供物質傳輸通道，分解產物可能形成的內壓和造成脫脂缺陷的機會，脫脂速度。37、對于一多臺階的粉末冶金零件，設計壓模是應注意哪兩個問題？答：1） 組合模沖，2）恒壓縮比。在壓制橫截面不同的多臺階的壓坯時，必須保證整個壓坯內的密度相同，否則在脫模過程中，密度不同的連接處就會由于應力的重新分布而產生斷裂或分層。壓坯密度的不均勻也將使燒

36、結后的制品因收縮不一急劇變形而出現開裂或歪扭。故為了使具有復雜形狀的橫截面不同的壓坯密度均勻，必須設計出不同動作的組合模沖，并且應使它們的壓縮比相等。38、表面遷移包括哪些燒結機構？當燒結進行到一定程度，孔隙產生封閉后，它們起何作用？答： 1）表面擴散：球表面層原子向頸部擴散。2）蒸發-凝聚：表面層原子向空間蒸發，借蒸汽壓差通過氣相向頸部空間擴散，沉積在頸部。孔隙產生封閉后，表面擴散只能促進孔隙表面光滑，導致孔隙球化。蒸發-凝聚也對孔隙的球化也起作用。39、分析模壓時產生壓坯密度分布不均勻的原因。答： 剛模壓制時，由于粉末顆粒與模具（陰模內壁、模沖、芯棒）之間的因相對運動而出現的摩擦力的作用，

37、消耗有效外壓，造成在壓坯高度方向壓力降和在壓制面上的壓力再分布，因此造成壓坯的各處密度不均勻。40、根據粉末成形性與壓縮性的影響因素，提出獲得成形性能優異而壓縮性高的金屬粉末的技術措施？答： 為了制取高壓縮性與良好成形性的金屬粉末，除設法提高其純度和適當的粒度組成以外，表面適度粗糙的近球形粉末是一重要技術途徑。41、簡述RZ工藝（制霧化鐵粉的工藝）設計的依據。答：1） 采用低硅高碳（3.2-3.6%）合金，使熔體溫度保持在1300-1350。而過高的碳則會導致鐵液的表面張力增加，難以得到細粉。2） 高碳鐵水可減輕空氣與鐵反應形成鐵氧化物所造成鐵水粘度增加的趨勢；同時，碳與氧在后續高溫還原時具有

38、脫氧作用，為燜火處理創造條件。3） 利用霧化過程中鐵中的碳與氧的反應使顆粒表面形成凹凸而粗粗糙化（Fe(C)(l)+O2=Fe(l)+CO2），同時破碎及CO2微氣泡在逸至鐵液滴表面時造成表面凹凸，并且高溫還原時使顆粒間產生輕度燒結，即細小顆粒粘結在大顆粒上。三者都有利于降低霧化鐵粉的松比，改善粉末的成形性能。42、簡述在目前材料技術中獲得納米晶材料十分困難的原因。答： 制備納米晶材料關鍵是在保持塊體材料呈現納米晶結構，而又能獲得全致密化。 1)從燒結熱力學角度，納米粉體具有極大的表面能，既為燒結過程中的全致密化提供驅動力，也為晶粒長大提供驅動力；2)從燒結動力學角度，燒結動力學方程(X/a)

39、m=F(T).t/am-n，由于納米粉末顆粒的a值很小，達到相同的x/a值所需時間很短，燒結溫度降低。納米粉末具有本征的偏離平衡態的亞穩結構，熱激活過程導致納米結構不穩定。所以，獲得納米晶材料十分困難43、從燒結驅動力的角度，分析納米粉末燒結活性極好的原因。答： 1）燒結熱力學：具有巨大的表面能，為燒結過程提供很高的燒結驅動力，使燒結過程加快 2）燒結動力學：由燒結動力學方程(X/a)m=F(T).t/am-n，納米粉末顆粒的a值很小，達到相同的x/a值所需時間很短，燒結溫度降低。故納米粉末燒結活性很高44、分析氧化鋁彌散強化銅復合材料在高溫（如850C）具有高硬度的原因。答： 氧化鋁彌散強化

40、銅復合材料顯微結構穩定（亞結構穩定，再結晶溫度高）：在高溫下，晶內彌散質點阻礙位錯亞結構中位錯逃逸，并且晶界上的彌散質點阻礙晶界遷移，因此在高溫下材料硬度高45、為什么在模壓坯件中出現密度分布？產生密度分布有什么主要危害？答： 原因：剛模壓制時，由于粉末顆粒與模具（陰模內壁、模沖、芯棒）之間的因相對運動而出現的摩擦力的作用，消耗有效外壓，造成在壓坯高度方向壓力降和在壓制面上的壓力再分布，因此造成壓坯的各處密度不均勻。危害：a、不能正常實現成形，如出現分層，斷裂，掉邊角等；b、燒結收縮不均勻，導致變形；c、限制拱壓產品的形狀和高度。46、影響粉末流動性的因素有哪些？如果一種粉末的流動性較差，對粉

41、末冶金零部件的后續加工帶來什么危害?答： 影響因素： a、形狀復雜，表面粗糙，顆粒間的相互摩擦和咬合阻礙它們相互移動，流動性差；b、理論密度增加，比重大，流動性增加；c、粒度組成，細粉增加 ，流動性下降。 危害：流動性差的粉末，壓制時粉末填充模腔的均勻性差，造成壓坯的各處密度不均勻，使零件不能正常實現成形，如出現分層，斷裂，掉邊角等；并且燒結收縮不均勻，導致變形；47、根據鎢粉粒度長大機理，如何從工藝設計上獲得細顆粒鎢粉？答： 采用兩階段還原法： 第一階段還原（WO3WO2）時， 顆粒長大嚴重，應在較低溫度下進行；第二階段還原（WO2 W）時，顆粒長大趨勢較第一階段小，故可在更高的溫度下進行。

42、48、粉末壓坯強度的影響因素有哪些？分別以硬質合金和鐵基粉末冶金零件為例，可采取哪些技術措施如何提高坯件強度？答： 1）影響因素：顆粒間的結合強度（機械嚙合）和接觸面積顆粒間的結合強度：a.顆粒表面的粗糙度 b.顆粒形狀 粉末顆粒形狀越復雜，表面越粗糙，則粉末顆粒之間彼此嚙合的越緊密，壓坯強度越高。c.顆粒表面潔凈程度d.壓制壓力：壓力提高，結合強度提高（與變形度有關）e.顆粒的塑性（與結合面積有關）f.硬脂酸鋅及成形劑添加與否g.高模量組份的含量：含量高，結合強度大顆粒間接觸面積：即顆粒間的鄰接度顆粒的顯微硬度、粒度組成、壓制時顆粒間的相互填充程度，進而提高接觸面積；壓制壓力：壓力大，塑性變

43、形大，S提高；顆粒形狀：復雜，結合強度提高，但S降低 49、為什么說溫壓技術是傳統模壓技術的發展與延伸？答： 溫壓：系指粉末與模具被加熱到較低溫度（一般為150）下的剛模壓制方法。a、除粉末與模具需加熱以外，與常規模壓幾乎相同；b、溫壓與粉末熱壓完全不同，溫壓的加熱溫度遠低于熱壓（高于主要組分的再結晶溫度）；c、溫壓保持了傳統模壓的高效、高精度優勢，而且被壓制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光潔；d、提高了鐵基零部件的性能和服役可靠性，拓寬了部件的應用范圍；故說溫壓技術是是傳統模壓技術的發展與延伸。50、分析在YG硬質合金生產過程中，允許合金中碳含量可在WC的化學計量附近波動的原因。（金中碳含量可在一定范圍內偏離WC的化學計量而不致引起合金強度的大幅度降低的原因）答： WC的理論碳含量為6.12%。若化合碳的含量低于這一數值，則在硬質合金中形成脆性相-相；若高于這一數值則會生成游離石墨。這二者都是硬質合金的結構缺陷，導致硬質合金強度的大幅度下降。但當合金中碳含量在