粉末冶金原理.doc

1. 碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？
铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化物到低价氧化物最后转变成金属。铁氧化物的直接还原，从热力学观点看，可认为是间接还原反应与碳的气化反应的加和反应，这就是碳还原的实质。
因素：⑴原料：原料中杂质、原料粒度⑵固体碳还原剂：固体碳还原剂类型、用量⑶还原工艺条件：还原温度与时间、料层厚度、还原罐密封程度⑷添加剂：加入一定固体碳的影响、返回料、引入气体还原剂、碱金属盐、海绵铁的处理
4、还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？
氢还原。总的反应式：WO3+3H2====W+3H2O。

钨具有4种比较稳定的氧化物
W03+0.1H2====W02.9+0.1H20
W02.9+0.18H2 ==== W02.72+0.18H20
W02.72+0.72H2 ====W02+0.72H2O
WO2+2H2 ====W+2H2O
影响因素：⑴原料：三氧化钨粒度、含水量、杂质⑵氢气：氢气的湿度、流量、通气方向⑶还原工艺条件：
还原温度、推舟速度、舟中料层厚度⑷添加剂
8、单点吸附法是怎样将 BET 吸附二常数式简化成通过坐标原点的直线方程？吸附法测定的粉末粒度是用一种什么当量球直径表示？为什么它比透过法测定的粒度偏小？原则上它应该反映聚集颗粒的什么颗粒的大小
一般情况下，气体不是单分子层吸附，而是多分子层吸附，这时应该用多分子层吸附BET公式 式中：p------吸附平衡时的气体压力；p0------吸附气体的饱和蒸气压；V------被吸附气体的体积；Vm-------固体表面被单分子层气体覆盖所需气体的体积；C------常数。即在一定的 值范围内，用实验测得不同
值下的V, 并换算成标准状态下的体积。 以 作图得到的应为一条直线。
3、 喷雾干燥制粒的工艺过程如何？有何优缺点？
答：分为四个阶段：（１）料浆的雾化（２）液滴群与加热介质的接触（３）液滴群干燥（４）料粒与加热介质分离
优缺点：料粒形状规则，粒度均匀，流动性好，可减少压制废品出现，松装密度低的粉末课经过一次成型处理，将团块粉碎后再使用。但是，由于粉末的加工硬化而往往需要重新退火。
5、压制压力、净压力１、摩擦压力、侧压力之间的关系怎样？
总压力=净压力+压力损失 侧压力小于压制力
6、压制时压力的分布状况怎样？产生压力降的原因是什么？压坯中产生压力分布不均匀的原因有哪些？
由于存在压力损失，上部应力比底部应力大；在接近模冲的上部同一断面，边缘的应力比中心部位大；在远离模冲的底部，中心部位的应力比边缘应力大。 由于粉末颗粒之间的摩擦和颗粒与模壁间的外摩擦等，压力不能均匀的全部传递。 外摩擦力引起的压力降是导致压力沿高度分布不均匀的根本原因。取决于压坯、原料与压模材料之间的摩擦系数，压坯与压模材料间粘结的倾向，模壁加工的质量，润滑剂，粉末压坯高度，压膜的直径等。而压力在横向的分布不均是由颗粒与颗粒间的内摩擦力造成的。

5、 喷射成形的特点是什么？它有哪几种方法？
喷射成形的工艺特点：（1）能够制成各种板、带、管、筒等异形半成品或成品，能很容易使沉积层的冷却速度达到10^4K/s以上，再进行热轧或温轧可使制品具有细晶粒、结构均匀、致密、无偏析、氧量低和无原始颗粒边界等特性；（2）调节喷射成形工艺参数可以制成准晶或非晶态物质制品；（3）能够制造多层单元金属或合金的复合材料及制品，如层状铝-铜-铝复合材料；还能制造层状金属或合金与颗粒复合材料；（4）能够制备出一般方法难于制造的合金钢和高温合金钢锻件。喷射沉积成形技术根据不同的加工方式可分为喷射轧制、喷射锻造、离心喷射沉积及喷射涂层四种。
6、综述挤压成形法的特点，它适用于什么材料？
粉末挤压法的特点如下：能挤压出壁很薄直径很小的微形小管；能挤压形状复杂、物理机械性能优良的致密粉末材料（如烧结铝合金及高温合金）；在挤压过程中压坯横断面不变，因此在一定的挤压速度下制品纵向密度均匀，在合理的控制挤压比时制品的横向密度也是较均匀的；挤压制品的长度几乎不受挤压设备的限制，生产过程具有高度的连续性；挤压不同形状的异形制品有较大的灵活性，在挤压比不变的情况下可以更换挤压嘴；增塑粉末混合料的挤压返料可以继续使用。压挤工艺是金属压力加工业中采用已久的一项加工技术。
2、粉末等温烧结的三阶段是怎样划分的？实际烧结过程包括哪些现象？
答：粉末的等温烧结过程，按时间大致可划分为三个界限不十分明显的阶段：（1）粘结阶段-烧结初期，颗粒间的原始接触点或面转变成晶体结合，即通过成核、结晶长大等原子过程形成烧结颈。（2）烧结颈长大阶段-原子向颗粒结合面的大量迁移使烧结颈扩大，颗粒间距离缩小，形成连续的孔隙网络。（3）闭孔隙球化和缩小阶段-当烧结体密度达到90以后，多数孔隙被完全分隔，闭孔隙数量大为增加，孔隙形状趋近球形并不断缩小。 实际烧结过程可能出现的现象例如粉末表面气体或水分的挥发、氧化物的还原和离解、颗粒内应力的消除、金属的回复和再结晶以及聚晶长大等。
11、简明阐述液相烧结的溶解 - 再析出机构及对烧结后合金组织的影响。
因颗粒大小不同、表面形状不规整，各部位的曲率不相同造成饱和溶解度不相等，引起颗粒之间或颗粒不同部位之间通过液相迁移时，小颗粒或颗粒表面曲率大的部位溶解较多，相反的，溶解物质又在大颗粒表面或具有负曲率的表面析出。在这一阶段，致密化过程已明显减慢，因为这时气孔已基本上消失，而颗粒间距离更缩小。使液相流进孔隙变得更加困难。 对组织的影响：溶解和再析出过程使得颗粒外形逐渐趋于球形，固相颗粒发生重结晶长大，冷企鹅后的颗粒多呈卵形，紧密的排列在粘结相内。
14、 可控碳势气氛的制取原理是什么？如何控制该气氛的各种气体成分的比列？指出其中的还原性和渗碳性气体成分。
答：原理：吸热型转化气氛的哇主要成分为H2和CO，两者在60%以上，而残留的CO2、H2O、CH4的总量不超过1%，而氮气为惰性气体，不影响总碳势，因此，气氛的碳势实际上可通过调节其中的CO2、H2O或CH4中任一成分来控制。一般可用露点仪测量水的含量，最好用红外线吸收气体分析仪测定CO2的含量。露点或CO2含量降低或CH4增加极少就可以提高碳势气氛。
H240%,N240%,CO20%,
还原性气体成分是H2
渗碳性气体成分为CO
15、 WC-Ti-TaC(NbC)-Co成分对WC-TiC的搅拌磁力的影响规律
答：Co相分散程度越高，矫顽磁力越大，分散程度取决于Co含量、两个碳化物相的相对含量，以及晶粒度，合金中含量低，碳化钨晶粒度小，矫顽磁力增大
两相的WC- TiC- Co硬质合金，矫顽力由Co含量和钛相的晶粒度决定，但是与Co-WC合金比，碳化钛比重低，Co所占的体积比较小，分散程度就高，矫顽磁力较高
三相WC- TiC- Co硬质合金中，除Co含量外，矫顽磁力由两个碳化钨的相对含量及其晶粒度固体决定，碳化钛含量较低的合金，Co含量越高矫顽磁力越小，碳化钛含量高的合金接近于两相的WC- TiC- Co硬质合金
含碳量的影响与WC-Co合金相似，严重缺碳的WC- TiC- Co硬质合金中，出现了η相，会提高合金的矫顽磁力，碳含量增加，矫顽磁力下降
碳化钛含量增加，固酮体饱和成都增加，碳化钨颗粒变小，提高矫顽磁力。

三，计算题
１、用沉降分析方法测得铝粉（密度为 2.7g/cm 3 ）的粒度组成如下：
　　　　粒度范围， um　　　 质量， g
　　　　　0 ～ 1 　　　　　　　0.0
　　　　1 ～ 2 　　　　　　　 0.4
　　　　 2 ～ 4 　　　　　　　5.5
　　　　 4 ～ 8 　　　　　　　23.4
　　　　 8 ～ 12　　　　　　　19.0
　　　　 12 ～ 20 　　　　　　17.6
　　　　 20 ～ 32 　　　　　　5.9
　　　　 32 ～ 44　　　　　　 1.1
　　　　 44 ～ 88 　　　　　　0.3
　　　　＞ 88　　　　　　　　0.0
• 绘制粒度分布图，以表示累积质量百分数与粒度的 1og 值的变化关系；
　　• 以质量基准表示的平均粒度值是多少？
　　• 估计以个数基准表示的平均粒度值是多少？
　　• 说明哪几种粒度测定方法适合于这种粉末？